继二氧化碳合成淀粉之后，我国又有一项最新发明将二氧化碳“变废为宝”取得了世界性突破，成为全球独创！还记得在2021年9月时候，当二氧化碳爆出可以实现淀粉的从头合成时就曾引发一片热议，而紧接着又有新研究发现二氧化碳可以转化成汽油，效率提高1000倍，让众人欢呼。而此次又是什么样的新发现呢？

由二氧化碳和水稻淀粉的化学转换过程

是的，确实和吃货们息息相关！据《央视新闻》、人民日报等多家媒体报道，由电子科技大学夏川课题组、中国科学院深圳先进技术研究院于涛课题组与中国科学技术大学曾杰课题组共同完成了这项最新研究，并且在28日时候以封面文章形式发表在了国际知名期刊《自然·催化》上。

改造后用于制备葡萄糖的酵母菌株发酵液(棕色溶液)，及制备的葡萄糖(白色溶液)

据研究发现，研究团队能将二氧化碳通过催化过程转化为葡萄糖或者油脂乃至脂肪酸。并且曾杰还表示，此项研究完全能实现人工可控，能突破外界的很多限制条件，通过未来进一步的研究电催化与生物发酵，实现这两个平台的同配性和兼容性，未来还可能合成除淀粉外的制造色素、生产药物等等。

世界性突破！我国如何独创二氧化碳合成葡萄糖、油脂、脂肪酸的？

此次的研究成果也并非一蹴而就，而是在一步步的过程中一个个得出结论。当科学家们想要让二氧化碳变成葡萄糖和油脂的时候，其前提就是选择合适的电催化剂体系以及合适的生物合成碳源，从而得到能将二氧化碳和其他生物物质的目的，于是他们瞄准了乙酸。首先采取更高效率的二氧化碳转化成一氧化碳，然后再得到乙酸。

而研究人员摒弃直接的电合成模式，而是将一氧化碳催化形成乙酸盐，然后利用催化剂表面几何形状提高合成的乙酸法拉第效率达到52%。再将“高电流”和“高法拉第效率”平衡，利用新型固态电解质反应装置，让固态电解质代替电解质盐溶液，得到无需分离的纯乙酸水溶液。

研究团队通过固态电解质反应器制备的乙酸水溶液

然后在得到乙酸后，利用酿酒酵母这一微生物来合成葡萄糖。敲除两个疑似具备代谢葡萄糖能力的酶元件（YLLR446W、EMI2），同时插入来自泛菌属和大肠杆菌的葡萄糖磷酸酶元件（AGPP、YIHX）。通过另辟蹊径的方式让酵母体内的磷酸分子也转化为葡萄糖，增加积累能力，使得改良后的工程酵母菌株葡萄糖产量达到2.2g/L，提高30%产量。

酿酒酵母菌株工程改造

晶界铜催化CO还原合成乙酸

以乙酸盐及乙酸为碳源合成葡萄糖及脂肪酸

而二氧化碳除了在转化为“新粮食”领域，还有哪些应用呢？其实关于二氧化碳的研究早在上个世纪就已经开始，而在我国把二氧化碳研究成“新粮食”之前其实也有其他领域的发明。就比如在2022年2月份时候，《美国国家科学院院刊》就发表了新的说明，表示科学家们发明了一种由“钌”组成的新催化剂，。是属于铂族的稀有过渡金属，可以提升二氧化碳转化汽油的效率。

而早在2016年的时候，诺贝尔化学奖的获得者乔治·欧拉团队也曾首次公布采用基于金属钌的催化剂，将从空气中捕获的二氧化碳直接转化为甲醇燃料，转化率高达79%。这意味着二氧化碳变汽油的转化率又升高了。

此后关于二氧化碳在能源领域的研究成为了热饽饽，在2017年时候还要英国科学家表示新发明了一种用锡和二氧化铈强化的先进镍基催化剂，利用它能将二氧化碳和甲烷转化成可用于生产出燃料和一系列有价值化学品的合成气。

但毫无疑问的是，在“新粮食”领域的应用我国是独创，并且研究对于进一步发展基于电力驱动的新型农业与生物制造业提供了新范例，意义非凡。而从另一个全球变暖层面来说，这一研究就更重要了！

二氧化碳转化为“新物质能源”成果硕硕！地球变暖要暂停了？

据相关数据统计，就2021年来说，大气中二氧化碳（CO2）的平均浓度大约在百万分之414，而甲烷浓度也开创新高记录。这两大数据都在越来越高，而“浓缩”的后果也很明显。加之全球除了人类的行为影响外，还有从2020年到2022年由气候连锁效应带来的“大火”，从美洲到非洲以及澳洲，大火还排放了高达18.5亿吨的二氧化碳物质，比2020年的这一数值提高了1亿吨。

而如今二氧化碳气体也依旧在快速发展的生产生活中不断产生，如果真的能将这一温室气体“废物利用”起来，转化成对人类有益的物质，那么确实是全人类乃至地球之福。于是在如此多的二氧化碳“新利用”消息出炉之后就有人开始畅想了，会不会从此地球变暖就暂停了？

魔方看来确实是有一定难度的！至少目前还没有实现的可能。首先，就此前提出的二氧化碳变汽油来说，尽管也有研究在进行提升效率提升并且也成功了，但是很显然目前仍旧也只停留在“可以实现”但并未实现商业化阶段。

其次就是我国在“新粮食”领域，将二氧化碳转化成淀粉、葡萄糖、油脂、脂肪酸等方面，如今才刚刚研究成功，想要完全实现人工可控，还需要进一步研究电催化与生物发酵这两个平台的同配性与兼容性，才能实现更稳定、高质且高效。

二氧化碳应用如何落地？未来还看中国！

不过好消息是，在2021年10月的时候我国就已经有了首个新型二氧化碳储能验证项目在德阳开工，在2021年12月的时候，这一储能系统在西安华能试验基地正式投运。据悉，它在2013年被西安交大能源与动力工程学院谢永慧教授团队研发成功，具有体积小、效率高、污染小的优势，并与多家国有大型企业及知名研究院所此前就已经进行了深入合作。

不可否认的是，这一项目在发电过程中依旧会产生碳排放，加之导致全球变暖的温室气体其实也不仅仅是二氧化碳，还有臭氧（O₃）、氧化亚氮（N₂O）、甲烷（CH₄）、氢氟氯碳化物类（CFCs，HFCs，HCFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF₆）等等，因此就算解决了二氧化碳浓度但其他温室气体也需要控制才能实现控制全球变暖。

总结

总而言之，无论是此次研发成功地将二氧化碳转化成葡萄糖、油脂、脂肪酸，还是此前研发成功的转化成淀粉，乃至是其他在工业能源方面的应用，这些也都算是“变废为宝”，也是为太空航空领域，乃至为人类畅享的移民地外行星增加了一项技术保障。火星和金星等星球的大气都是以二氧化碳为主，如果能将它们转化成人类能食用、使用的物质，那么人类的营养来源问题也就解决了，开发外星球岂不是更容易？

此外，我国一直都在倡导碳达峰和碳中和，如果能将二氧化碳在营养来源以及能源方面的研究成果未来真正落地，那么无论是对国人吃货，还是对该目标的达都将大有裨益。你们觉得呢？