Nature Chemical Engineering：100%选择性，工业废气合成摩尔级甲酸盐！

第一作者：Jinhee Lee, Suk Min Kim

通讯作者：Yong Hwan Kim, Suk Min Kim

通讯单位：韩国蔚山科学技术院

论文速览

钢铁工业是全球二氧化碳（CO₂）排放的主要来源之一，实现碳中和至关重要。本研究提出了一种受生物Wood-Ljungdahl途径启发的酶催化一氧化碳（CO）水合（enCOH）方法，有效固定CO₂。

通过使用高效、耐抑制剂的CO脱氢酶（ChCODH2）和甲酸脱氢酶（MeFDH1），实现了将工业废气转化为甲酸盐的enCOH，具有100%的选择性。该过程在温和条件下（室温、中性pH）不间断的运行，不受CO/CO₂比例影响。

值得注意的是，直接利用未经预处理的烟气产生了各种甲酸盐，其中产生的甲酸铵接近2 M。在钢铁厂运行的10升规模固定化酶反应器中，通过简单的纯化过程，成功生产出高纯度的甲酸粉末，展示了钢铁工业减碳的潜力。

图文导读

图1：enCOH的合成路线和示意图。

图2：enCOH的检测和最佳反应条件

图3：使用真实烟气利用enCOH高效生产甲酸盐

图4：使用LDG进行enCOH时酶的可重复使用性

图5：使用连续气体流动进行enCOH生产甲酸盐

图6：使用10升enCOH反应器进行实际生产。

总结展望

本研究通过酶催化CO水合（enCOH）技术，成功将工业废气中的CO转化为甲酸盐，实现了100%的选择性，并在温和条件下运行，显示出对CO/CO₂比例不敏感。该技术直接利用未经预处理的烟气，产生了高浓度的甲酸盐，其中甲酸铵接近2M。

此外，通过10升规模固定化酶反应器的运行，证明了该技术在钢铁厂现场操作的可行性，展示了将实际废气转化为有价值产品的巨大潜力。该技术不仅有助于减少温室气体排放，还为可持续工业过程提供了新的途径。

文献信息

标题：Molar-scale formate production via enzymatic hydration of industrial off-gases

期刊：Nature Chemical Engineering

DOI：10.1038/s44286-024-00063-z