楊培東:火星移民關鍵技術再獲重磅突破!人工光合效率高達3.6%!

楊培東最偉大的成就之一就是人工光合作用,而他想要把這項技術運用到人類火星移民計劃。近日,這項技術又獲得重大突破!

楊培東:火星移民關鍵技術再獲重磅突破!人工光合效率高達3.6%!

由於對產物的高選擇性,利用微生物催化劑來實現水相二氧化碳還原引發了人們的濃厚興趣。在這類混合體系裡,微生物一般情況下需要和電極/光電極密切接觸,從而實現高效的電子轉移。所以,對微生物和電極之間界面的優化,是提高這類體系二氧化碳還原效率的關鍵。儘管人們已經分別對電極和微生物進行了的優化,但是對界面的研究和優化目前還很欠缺。

楊培東:火星移民關鍵技術再獲重磅突破!人工光合效率高達3.6%!

最近楊培東院士團隊通過對微生物/納米線電極之間界面的研究和優化,大大提高了該混合體系的二氧化碳轉化效率。作者通過提高緩衝電解液的濃度並系統改變電解液的pH值,得到了一個密堆積的細菌/納米線複合電極材料。由於大大提高了界面附近的細菌密度,優化的複合電極把二氧化碳還原電流密度從0.3 mA cm-2 提高到了0.65 mA cm-2。當利用太陽能作為能量來源時,密堆積的複合電極可以在長達一週的時間內實現效率高達3.6%的“太陽能至醋酸”的能量轉化。

楊培東:火星移民關鍵技術再獲重磅突破!人工光合效率高達3.6%!

本文通過優化細菌/納米線之間的界面,顯著地提高了混合體系的二氧化碳轉化效率。如果和基因工程等其他方法結合,更高的光能化學能轉化效率有望得到實現。

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