华南理工曹宇飞团队: 电催化CO₂还原耦合生物催化制备高附加值产物

本文系统综述了电催化与生物催化耦合用于二氧化碳资源化转化的研究进展。背景方面，CO2过量排放导致温室效应，将其转化为燃料和化学品具有重要价值，但单一电催化在制备长链高附加值产物时存在选择性差和效率低等问题，而生物催化虽能精准合成复杂分子，但固定CO2效率有限。研究目的在于通过耦合电催化与生物催化，利用电化学的高驱动力和快速反应动力学优势，结合生物催化优异的选择性与合成灵活性，将CO2先转化为C1–C3中间体，再通过生物催化进行碳链延伸，生成高附加值产物。结论指出，该耦合体系在合成燃料、化学品及食品原料方面展现出广阔前景，但当前仍面临能量效率提升、反应器放大、生物催化剂工程以及系统集成等挑战。未来研究方向应聚焦于提升整体能量效率、反应器结构重构、优化生物催化剂与中间体选择，以及控制集成和CO2来源可持续性，以推动绿色能源驱动的电-生物合成制造工业化。