10月6日，中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室、合成生物学研究所高翔团队联合电子科技大学夏川团队，首次提出并验证了一种基于“电催化+生物催化”耦合策略的“人工海洋碳循环系统”，相关成果发表在国际学术期刊《自然·催化》。

电催化+生物催化的集成系统

该系统可捕集天然海水中的二氧化碳，并转化为可直接进入生物制造的中间体，再进一步升级为多类高价值化学品与材料。该研究以可降解塑料单体为示范案例，有望为燃料、医药与食品配料等更广谱产品提供生物制造平台。

据介绍，研究的首个关键环节由夏川团队负责，他们利用电催化技术实现了从海水中进行高效的碳捕集。面对电极钝化和盐类沉积等难题，研究团队设计了一种新型电解装置。

实验结果显示，该装置能在天然海水里连续稳定运行超过500小时，二氧化碳捕碳效率高达70%以上，还可同步副产氢气。在经济性方面，每捕集一吨二氧化碳的成本约为229.9美元。

研究人员指出，PBS、PLA只是这一生物制造平台的示范案例，通过电催化与代谢通路的模块化设计与组合优化，该平台有望扩展至有机酸、单体、表面活性剂、营养配料等多元产品谱系，服务于材料、化学、医药与食品等产业场景。

值得关注的是，未来，研究团队计划在沿海地区构建集成化的“绿色工厂”。一方面，依托电催化装置持续从海水中捕获二氧化碳并转化为甲酸。另一方面，通过发酵罐中的工程菌将甲酸高效转化为绿色塑料原料。

研究团队认为，随着技术不断优化与大规模应用，该研究将有效缓解海水酸化问题，构建“捕碳-产料-制品”一体化绿色产业链，真正实现“边捕碳、边产料”的可持续生产模式，为我国“蓝色经济”高质量发展注入强劲绿色动能。