合CO2电解与并行和半自动生物聚合物合成 - 脱离细胞和没有下游加工

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 电化学 电化学 电化学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 开发可持续的二氧化碳 (CO2) 使用方法对于环境修复至关重要.
• 聚乙酸 (PHB) 是一种具有多种应用的可生物降解聚合物.
• 有效地将二氧化碳减排与微生物合成结合在一起是一个关键的挑战.

研究的目的:

• 改进电化学二氧化碳降解成形式及其微生物转化为PHB的综合过程.
• 优化电合成参数和微生物转化,以获得更高的产量.
• 评估综合工艺的可扩展性和技术利用潜力.

主要方法:

• 优化了基于Sn的气体扩散电极,用于二氧化碳的电还原以形成.
• 开发了一种半自动化系统,用于对生物反应器进行格式料.
• 扩大了Cupriavidus necator从摇瓶到生物反应器中的微生物转化形式到PHB的规模.

主要成果:

• 实现了近80%的法拉代克效率,使二氧化碳在150 mA cm-2.2的形式转换.
• 在没有中间净化的情况下生成高度成型原料 (441±9 mmol L-1).
• 获得的PHB形成比为16.5±4.0毫克g-1和PHB合成速率为8.4±2.1毫克L-1OD-1h-1.
• 实现了22.3±5.5%的整体CO2到PHB工艺产量,几乎是之前的两倍.

结论:

• 优化的集成工艺显著提高了二氧化碳转化为PHB的效率.
• 这些发现为二氧化碳利用在生物塑料中的技术应用提供了坚实的基础.
• 这项工作表明,从二氧化碳中生产可持续生物聚合物是一个有希望的途径.