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甲烷转化成甲醇?3D技术帮实现!
来源 : 科学之家   发布时间 : 2016-06-21 11:03

图片说明:劳伦斯利弗莫尔的国家实验室化学家Sarah Baker正在利用气相色谱瓶测量酶聚合物产生的甲醇量 图片来源:George Kitrinos/LLNL

近日,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的化学家Sarah Baker和她的研究团队,从甲烷氧化菌和嗜甲烷菌中提取酶,将其与3D打印或塑形的聚合物混合,形成了新型反应堆。Sarah Baker认为,酶在聚合物中100%保持活性,打印出来的这种酶嵌入聚合物又非常灵活,足以应对未来的各种变化,应加以广泛的应用。

目前,石油和天然气萃取技术上的优势催生了大量的天然气储备。然而,在操作中泄露的甲烷无形中加剧了全球变暖趋势。另一方面,现在的工业技术将甲烷转化为最终产品的效率偏低且不够经济。此外,迄今为止能够高效地把甲烷转化成甲醇的催化剂,只有酶甲烷单加氧酶(enzyme methane monooxygenase, MMO),但这种做法需要大量的能量保养和有机体新陈代谢。

面对目前这种尴尬的能源处理处境,该研究小组将酶与机体分离,并直接利用酶,发现孤立的酶确保了在外界条件下反应的可控性,以及更高的转换效率和更大的灵活性。该团队中的环境科学家Joshuah Stolaroff说:"到目前为止,大多数工业上的生物反应器是搅拌槽。但对于气液反应而言,搅拌槽的效率并不高。将酶打印成生命力强大的聚合物结构这一新概念,为生产能力高且节能的新反应堆创造了无限可能。"

该研究小组还发现,相比传统方法中分散在溶液中的酶,3D打印聚合物在浓聚物中可以多次重复使用。所以,高效地将甲烷转化成其他碳氢化合物这项技术,势必会在今后的甲烷和其他气体转化成液体的过程中大有价值。相关研究于2016年6月15日发表在Nature Communications。相关资讯来源于Science。

小编有话说:这下清洁能源真的更清洁了。

Pic Credit: George Kitrinos/LLNL
Journal Reference:
1.    Craig D. Blanchette, Jennifer M. Knipe, Joshuah K. Stolaroff, Joshua R. DeOtte, James S. Oakdale, Amitesh Maiti, Jeremy M. Lenhardt, Sarah Sirajuddin, Amy C. Rosenzweig, Sarah E. Baker. Printable enzyme-embedded materials for methane to methanol conversion. Nature Communications, 2016; 7: 11900 DOI: 10.1038/ncomms11900



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