想象一下，即使它不是电动汽车，也可以使用电力为汽车供电。加州大学洛杉矶分校Henry Samueli工程与应用科学学院的研究人员首次展示了一种利用电能将二氧化碳转化为液体燃料异丁醇的方法。

如今，通过各种方法产生的电能仍然难以有效存储。化学电池，液压泵送和水分解存在低能量密度存储或与当前运输基础设施不兼容。

在3月30日发表在“ 科学 ”杂志上的一项研究中，加州大学洛杉矶分校拉尔夫·帕森斯化学工程基金会主席詹姆斯·廖和他的团队报告了一种将电能作为化学能存储在高级醇中的方法，可以用作液体运输燃料。 。

“目前存储电力的方式是使用锂离子电池，其中密度较低，但当你将其储存在液体燃料中时，密度实际上可能非常高，”廖说。“此外，我们有可能将电力用作运输燃料，而无需改变现有的基础设施。”

Liao和他的团队通过遗传工程改造了一种名为Ralstonia eutropha H16的岩石自养微生物，在电生物反应器中生产异丁醇和3-甲基-1-丁醇，使用二氧化碳作为唯一的碳源和电力作为唯一的能量输入。

光合作用是将光能转化为化学能并将其储存在糖键中的过程。光合作用有两个部分 - 光反应和暗反应。光反应将光能转换为化学能，并且必须在光中发生。将CO 2转化为糖的暗反应不直接需要发光。

“我们已经能够将光反应与暗反应分开，而不是使用生物光合作用，我们使用太阳能电池板将太阳光转换为电能，然后转化为化学中间体，并利用太阳能电池板将二氧化碳固定到生产燃料，“廖说。“这种方法可能比生物系统更有效。”

廖解释说，使用生物系统，所使用的植物需要大面积的农业用地。然而，由于廖的方法不需要一起进行明暗反应，例如，太阳能电池板可以在沙漠中或在屋顶上建造。

从理论上讲，由太阳能发电产生的氢气可以驱动CO 2在工程化以合成高能量密度的液体燃料lithoautotrophic微生物转化。但低溶解度，低质量传递速率和围绕氢的安全性问题限制了这些过程的效率和可扩展性。相反，廖的团队发现甲酸是一种有利的替代品和有效的能量载体。

“我们不是使用氢气，而是使用甲酸作为中介，”廖说。“我们利用电来产生甲酸，然后使用甲酸到CO供电2中的细菌固定在黑暗中产生异丁醇和高级醇”。

电化学甲酸盐生产和生物CO 2固定和高级醇合成现在开辟了电驱动生物转化CO 2到各种化学品的可能性。据廖说，此外，甲酸盐转化为液体燃料也将在生物质精炼工艺中发挥重要作用。

“我们已经证明了这一原则，现在我们认为我们可以扩大规模，”他说。“这是我们的下一步。