微生物电合成系统助力CO2资源化:基于还原性乙酰辅酶A途径的乙酸合成研究进展
林茹晶1
胡天天1
张悦2
谢丽3
1.同济大学环境科学与工程学院,上海 200092;同济大学长江水环境教育部重点实验室,上海 2000922.南安普顿大学工程与物理科学学院,英国南安普顿SO17 1BJ3.同济大学环境科学与工程学院,上海 200092;同济大学长江水环境教育部重点实验室,上海 200092;上海污染控制与生态安全研究院,上海 200001
摘要：微生物电合成系统(Microbial Electrosynthesis System,MES)是一种融合微生物还原与电化学技术的跨学科创新技术,在CO2能源化与资源化领域展现出广阔的应用前景.乙酸作为微生物CO2转化的主要产物之一,具有良好的市场价值与经济潜力.其中,还原性乙酰辅酶A(Acetyl-CoA)途径通过多酶协同催化,将CO2直接转化为乙酰辅酶A,进而合成乙酸,是实现CO2高效、稳定转化为乙酸的典型代谢途径,为CO2的高值化利用奠定了重要基础.综述了当前利用MES技术将CO2转化为乙酸的研究进展,重点围绕还原性乙酰辅酶A途径,探讨了转化过程中的关键强化策略,包括修饰电极及运行条件优化、间接与直接电子传递效率的提升、产H2过程强化、中间代谢产物调控以及CO2捕获技术改进等方面.同时对机器学习在MES与电催化材料中的应用进行小结.最后,展望了未来研究方向,包括MES与机器学习相结合以加速催化材料开发、利用基因编辑技术实现生物性能强化,以及通过全生命周期评价指导MES规模化应用,旨在为该领域的进一步发展提供前瞻性视角与支撑.
关键词：电子传递二氧化碳捕获乙酸盐中间代谢产物调控伍德-永达尔途径
分类号：X701.7(一般性问题)
资助基金：上海市科学技术委员会国际合作资助项目(22230710500)
论文发表日期：2025-12-30
在线出版日期：2025-12-18（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 27-39 )
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