溫室氣體或可直接轉(zhuǎn)化為燃料
當前，溫室氣體排放造成的全球和局部氣候變化，已成為全世界最關(guān)心的問題之一。如果有種技術(shù)能把溫室氣體直接轉(zhuǎn)化為燃料，既滿足能源需求，又解決了環(huán)境問題，那會怎樣？猶他州大學(xué)生化學(xué)家蘭斯·希菲爾德說：“那是當前科學(xué)研究的一座‘圣杯’。”
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，最近，美國猶他州大學(xué)、弗吉尼亞理工大學(xué)和巴西巴拉那聯(lián)邦大學(xué)研究人員合作，已經(jīng)小規(guī)模實現(xiàn)了這一目標！他們通過現(xiàn)代基因工程技術(shù)改變了一種固氮酶蛋白的結(jié)構(gòu)，使它能把二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。相關(guān)論文在線發(fā)表于11月12日的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。
二氧化碳非常穩(wěn)定，要還原或“打破”二氧化碳分子非常困難。希菲爾德和該校博士生楊志勇(音譯)長期從事細菌酶研究，他們知道有一種“固氮酶”可以還原氮，在隨后的研究中，他們又發(fā)現(xiàn)了一種鉬固氮酶能將二氧化碳變成碳氫化合物，并在2011年3月的《生物化學(xué)雜志》上發(fā)表論文報告了這一發(fā)現(xiàn)。希菲爾德稱:“利用這些知識，我們退回了一步，去尋找類似的能轉(zhuǎn)化二氧化碳的反應(yīng)。”
曾在中國南開大學(xué)獲得有機化學(xué)博士學(xué)位、現(xiàn)為猶他州大學(xué)博士生的楊志勇說：“這項反應(yīng)還提供了一條學(xué)習途徑，讓人們更多地掌握怎樣才能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的化學(xué)物品和燃料。接下來的難題是弄明白這一反應(yīng)的運行機制，然后利用這些知識構(gòu)建出更穩(wěn)定、更高效的催化劑，這樣才能利用這種技術(shù)清除大氣中的二氧化碳，并轉(zhuǎn)化為有用的燃料。”
研究人員還指出，二氧化碳是化石燃料燃燒時排放量最大的氣體，要將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳氫化合物，他們的發(fā)現(xiàn)還處于初步階段。楊志勇稱：“現(xiàn)在我們只能將少量的二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷，工藝效率不高，反應(yīng)過程很慢。但我們既然已經(jīng)開始了解其中的化學(xué)反應(yīng)原理，就能為這種轉(zhuǎn)化建立起力學(xué)理論基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上其他化學(xué)家也能參與，共同設(shè)計出更好、更高效的催化劑，完善反應(yīng)過程。”
希菲爾德說：“化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳和溫室氣體會破壞環(huán)境，如能捕獲這些副產(chǎn)品用來生產(chǎn)替代燃料，必將帶來長遠利益。”
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