富联平台登录：日研发出利用二氧化碳高效制糖技术

参考消息网2月5日报道 据《日本经济新闻》2月2日报道，日本大阪大学和丰田中央研究所等开发出利用二氧化碳以快于光合作用数百倍速度生产糖的技术。将来有可能借此生产砂糖等食用糖和作为蛋白质来源的人造肉原料。作为有助于脱碳的一项技术，有关科研机构将力争在本世纪30年代中后期将其投入商用。

作为能量来源的砂糖等食用糖，通常利用农作物甘蔗和玉米来制作。为身体提供蛋白质的肉类，主要通过饲养家畜获得。它们都需要广袤的农田和草地，并使用大量的水才能得到。

根据联合国的统计数据，截至本世纪末，全球人口将达到104亿左右，比现在增加30%，土地和水源不足问题令人担忧。另一方面，农业和畜牧业领域的二氧化碳排放量占全球温室气体排放量的四分之一。这是因为，农田会排放出一氧化二氮，其温室效应相当于二氧化碳的300倍。

有必要同时采取应对食物短缺和防止全球变暖的措施。手段之一就是推进利用二氧化碳制糖的技术。糖是由碳原子、氧原子和氢原子构成的。而二氧化碳由碳原子和氧原子构成，由二氧化碳生成糖的反应在自然界中也存在，众所周知这就是植物的光合作用。

日本大阪大学和丰田中央研究所、产业技术综合研究所利用新开发的催化剂，研发出利用二氧化碳高效制糖的技术。研究人员用电流通过溶解在水中的二氧化碳，首先制造出由碳原子、氧原子、氢原子构成的甲醛分子。

再利用催化剂对甲醛以化学方式合成糖。大阪大学教授中西周次指出这种方式的优点说，“能以数百倍于光合作用的速度来生产糖”，其用水量只相当于以农业种植方式生产糖的数百分之一。

传统使用的催化剂是氢氧化钙，在生成糖的反应中会使用碱性水溶液。生成的糖会被分解成液态氢氧化物离子，但随着化学反应持续，水溶液的性质会发生变化，以至于反应会停止。这是一个需要解决的课题。由于无法提高效率，生产成本是农业制糖方式的数十倍以上，难以实现商用化。

现在则采用了二水合钨酸钠作为催化剂，它在中性水溶液中会引发化学反应。这种催化剂可防止糖分解和化学反应中断，解决了商用化的难题，为提高效率和降低生产成本开辟了道路。

利用这种方式将原料甲醛的碳原子转化为糖的转化率为60%，是以前的1.5倍。会生成一个分子中有2至6个碳原子的单糖类混合物。把微生物作为营养源添加进去后，单糖类混合物在第八天会增至原来的约5倍。中西教授认为：“如果能进行成分精炼，就可以作为生产蛋白质的微生物和人造肉的营养源来使用。”

人造肉被认为可以降低对环境的负荷，但原料糖的生产还依赖于农业。如果能通过人工方式制糖，就能解决一个难题。

从目前的情况看，如果用合成物质制作食用糖，成本就会增加，高于以农业方式生产出的食用糖。而日本的砂糖类自给率只有30%左右。随着全球人口持续增长，种植甘蔗等农作物的农田可能会匮乏。中西教授说：“从粮食安全角度看，农业方式生产出的糖在供应和采购方面令人担忧。”

利用植物生产的生物燃料最初在价格方面曾处于劣势，但后来由于原油价格暴涨，其在美国和巴西得到了普及。因此，也有必要积累相关制糖技术以未雨绸缪。

研究团队为了生产特定种类的糖，在催化剂和反应条件方面下了很大功夫。他们将逐渐提高生产效率并与企业合作，以便在本世纪30年代中后期确立相关技术。

在制糖过程中使用的二氧化碳，可望从工厂和发电站的高浓度废气中回收。如果直接从大气中进行回收即直接空气碳捕获方式得到普及，就能以低廉费用来使用二氧化碳，实现二氧化碳供给源的多样化。

在国外也很盛行用催化剂和酶引发化学反应进而以二氧化碳制糖的研究。由于得到美国国家航空航天局等的支持，美国加利福尼亚大学伯克利分校也在使用催化剂。

该校利用甲醛制造出的分子含有3至6个碳原子的糖。该校教授杨培东指出：“使用来自可再生能源的电力，在室温下生产糖。不需要太长时间就能实现商业化。”（编译/刘洁秋）