當前,溫室氣體排放造成的全球和局部氣候變化,已成為全世界最關(guān)心的問題之一。如果有種技術(shù)能把溫室氣體直接轉(zhuǎn)化為燃料,既滿足能源需求,又解決了環(huán)境問題,那會怎樣?猶他州大學(xué)生化學(xué)家蘭斯·希菲爾德說:“那是當前科學(xué)研究的一座‘圣杯’。”
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報道,最近,美國猶他州大學(xué)、弗吉尼亞理工大學(xué)和巴西巴拉那聯(lián)邦大學(xué)研究人員合作,已經(jīng)小規(guī)模實現(xiàn)了這一目標!他們通過現(xiàn)代基因工程技術(shù)改變了一種固氮酶蛋白的結(jié)構(gòu),使它能把二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。相關(guān)論文在線發(fā)表于11月12日的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。
二氧化碳非常穩(wěn)定,要還原或“打破”二氧化碳分子非常困難。希菲爾德和該校博士生楊志勇(音譯)長期從事細菌酶研究,他們知道有一種“固氮酶”可以還原氮,在隨后的研究中,他們又發(fā)現(xiàn)了一種鉬固氮酶能將二氧化碳變成碳氫化合物,并在2011年3月的《生物化學(xué)雜志》上發(fā)表論文報告了這一發(fā)現(xiàn)。希菲爾德稱:“利用這些知識,我們退回了一步,去尋找類似的能轉(zhuǎn)化二氧化碳的反應(yīng)。”
曾在中國南開大學(xué)獲得有機化學(xué)博士學(xué)位、現(xiàn)為猶他州大學(xué)博士生的楊志勇說:“這項反應(yīng)還提供了一條學(xué)習(xí)途徑,讓人們更多地掌握怎樣才能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的化學(xué)物品和燃料。接下來的難題是弄明白這一反應(yīng)的運行機制,然后利用這些知識構(gòu)建出更穩(wěn)定、更高效的催化劑,這樣才能利用這種技術(shù)清除大氣中的二氧化碳,并轉(zhuǎn)化為有用的燃料。”
研究人員還指出,二氧化碳是化石燃料燃燒時排放量最大的氣體,要將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳氫化合物,他們的發(fā)現(xiàn)還處于初步階段。楊志勇稱:“現(xiàn)在我們只能將少量的二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷,工藝效率不高,反應(yīng)過程很慢。但我們既然已經(jīng)開始了解其中的化學(xué)反應(yīng)原理,就能為這種轉(zhuǎn)化建立起力學(xué)理論基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上其他化學(xué)家也能參與,共同設(shè)計出更好、更高效的催化劑,完善反應(yīng)過程。”
希菲爾德說:“化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳和溫室氣體會破壞環(huán)境,如能捕獲這些副產(chǎn)品用來生產(chǎn)替代燃料,必將帶來長遠利益。”(新華網(wǎng))