二氧化碳竟能合成淀粉？中国科学家取得重大突破，国际首次

　　在全球气温变暖的严峻挑战下， 怎样处理二氧化碳成了＂老大难＂。 作为碳排放大户的能源类企业，还会因为二氧化碳的过量排放，直接影响到企业的生存发展。
　　有没有这样一种可能，把这种已经威胁到了地球环境的气体，转变成人类生存所必须的淀粉？ 这似乎是天方夜谭，但现在，已经被中国科学家变成了现实。
　　01
　　二氧化碳 淀粉
　　淀粉是小麦、玉米等人类粮食的主要成分，只能由农作物通过光合作用，将太阳能、二氧化碳和水转化而成。
　　但日前，来自中国科学院天津工业生物技术研究所（下称＂天津工业生物所＂）的科研人员，取得了一项突破性进展—— 不需要土地种植农作物，而是像酿造啤酒一样，淀粉可以从工厂中直接制造出来。
　　而这个过程中所需要的原材料，就是令人头疼的二氧化碳。
　　我国科学家成功实现二氧化碳到淀粉的从头合成，这在国际上尚属首次，相关成果于北京时间9月24日发表在国际顶尖杂志《科学》上，受到全球瞩目。
　　天津工业生物所的科研人员，创制了一条利用二氧化碳和电解产生的氢气，人工合成淀粉的路线。反应步骤从自然界的60步左右，缩短到人工的11步，淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。
　　从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为淀粉中储存的化学能。因此，将光能高效地转变为化学能并储存下来成为关键。
　　＂我们想到了 光能—电能—化学能 的能量转变方式。＂天津工业生物所副所长王钦宏说：＂首先， 光伏发电 将光能转变为电能，通过光伏 电解水产生氢气 ；然后，通过催化剂 利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇 ，将电能转化为甲醇中储存的化学能。这个过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。＂
　　科研人员挖掘和改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将甲醇转化为淀粉。
　　据科研团队介绍，在充足能量供给的条件下，按照目前的技术参数推算，理论上 1立方米大小的生物反应器 ，年产淀粉量相当于我国 5亩土地玉米 种植的平均年产量。
　　02
　　对碳中和意义重大
　　当今世界，全球正面临 气候变暖、粮食危机 等一系列难题，二氧化碳的转化利用与粮食淀粉的工业合成，正是应对挑战的重大科技之一。
　　该成果尚处于实验室阶段，离实际应用还有很长的距离，但如果成本能降低到可与农业种植相比的经济可行性，将有机会节省超过90%的土地和淡水资源，并消除化肥和农药对环境的负面影响，对于提高人类粮食安全水平， 促进＂碳中和＂的生物经济发展 都具有重大意义。
　　我国提出力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，这项技术为＂双碳＂目标的实现提供了一种新的思路。
　　＂如果能够在经济可行性上与农业种植可以竞争的话，它会对我们的 粮食安全，到二氧化碳的利用，到我们‘双碳’的目标， 都会起到非常重大的支撑作用。＂论文通讯作者、天津工业生物所所长马延和说。
　　关于人工合成淀粉的产业化问题，马延和表示，计划在未来5至10年内，建立工业示范，以工业尾气为原料， 利用光伏等可再生电源分解水提供氢气， 在化学反应器中进行二氧化碳高效还原，在生物反应装置中合成淀粉。
　　论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬说：＂我们的整体设计思路是 将热电厂和水泥厂排放的高浓度二氧化碳分离出来作为原料，将低密度太阳能转化为高密度电/氢能作为能源， 形成简单的碳氢化合物，然后再设计出从碳氢化合物到淀粉的生物合成过程。＂
　　科研人员表示，如果人工合成淀粉示范可以达到理论能量转换效率的80%，那么 10度电大约可以合成1公斤淀粉 ，这项成果具有相当大的应用潜力。