与CO2转换为carbohy

杂志上最近发表的一篇文章ACS能源字母研究者讨论了CO的机会与挑战₂碳水化合物转换

学习方式 :挑战与契机转换CO₂碳水化合物ACS能源字母7,3509-3523(2022)。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c01550Image Credit: nexusby/Shutterstock.com

后台

自工业革命以来,人为温室气体排放逐步增加,主要原因是过度提取和过度使用化石燃料结果地球表面温度上升

几十年来,化石燃料将继续作为能源发挥巨大作用,而立即实现100%可再生能源是不现实的。开发碳使用、捕获和存储技术,清除数十千兆₂从大气每年使用或永久存储对限制全球升温是必要的

地质构造或海洋中捕获和存储碳也许是阻止全球升温所必须的,但对可行性以及海洋酸度上升、渗漏潜力和耗资问题存在严重关切。CCS可能不如使用捕获CO有效₂产生收入

高管₂可直接用于多种用途或用作再生原料生成有用产品压倒性任务体能和费用都是碳捕获和利用的根本障碍(CCU)。CCU每年唯一两个可能达到千兆吨水平的用途是液态燃料和合成食品制造

关于研究

在这次研究中,作者探索了从CO人工合成碳水化合物时遇到的若干困难₂并提出了科学创新实现相应的经济可行性合成的潜力这项研究侧重于CO合成碳水化合物₂补充或替代工农业

团队演示CO人工碳水化合物合成₂可减轻工业农业对环境的严重影响,并可缓解发展中国家的粮食和水短缺问题。在发生全球农业灾难如气候变化、大规模火山喷发或核冬时,它也可能被用作隔离掩体中的生命和食物支持系统以降低生存风险

研究人员讨论了CO的困难和可能性₂转换为食用碳水化合物第一,与CO转换相联的困难和可能性₂甲状腺素从CO多路中关键介质₂碳水化合物确定覆盖了与甲状腺化为碳水合物相关的机会和问题并探索将碳水化合物转换为蛋白质

观察

合成碳水化合物生产每年大约需要14 000TWH电量2020年,太阳能光电生成800TWH和136TWH再生电,风电生成1500TWH50%至70%的氮因径流、浸漏挥发和去硝化而损耗

发自CO₂对蛋白质反应网络中所有进一步步骤都处于高技术准备状态8或9glycerol被认为安全供人类摄取,量达日卡路里需求量的70%4310kal/kg高总能量密度视生理条件而定,它或可通过凝聚生成转化成甘蔗或通过凝解氧化并产生4310kcal/kg能量CO_二号和水

约35%的世界作物生产用于动物饲料,可用合成纤维素制成电化学还原CO₂乙醇电解法中,一柱形钻石电极生成高丰度甲状腺素,高法拉达效率74%高温98摄氏度和低甲状腺变换18%可获取高选择性甘蔗而不生成分支链糖

从CO生产1Gt合成碳水化合物₂约8%使用2019年世界耗能总量,估计超过170 000TWh35

结论

最后,本研究阐明,与当前生物生成方法相比,人工合成食用碳水合物自CO₂减少温室气体排放的气候变化,减少氮肥水污染,提高地球粮食生产能力,减少发展中国家食物和水的缺缺热动学和高声素生成碳水合物必备性使得合成CO合成人工碳水合物₂实质问题

作者们提到,科学创新有无数机会超越这些障碍并实现人工碳水化合物合成的可行性他们强调,需要化学家、化学工程师、生物学家和食品工程师之间的国际合作,以每年所需的千兆字节实现这一最终目标

引用

欧布赖安市P.华生M.J.Dowling A.W.CO转换挑战与机遇₂碳水化合物ACS能源字母7,3509-3523(2022)。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c01550

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