技术路径与成果突破
我国科学家首次实现二氧化碳到蔗糖的人工合成,技术分为化学与生物两阶段。大连化物所团队通过二氧化碳转化技术生成甲醇,天津工程所团队利用生物酶催化体系将甲醇转化为蔗糖。该路径突破了植物自然合成的限制,通过人工设计酶促反应链,精准构建葡萄糖与果糖的共价键,实现双糖合成。
应用前景与成本挑战
人工合成蔗糖路径已具备理论可行性,但后半段生物酶试剂成本较高,需进一步优化。前半段甲醇生物催化技术已进入规模化应用阶段,在内蒙古等地开展十万吨级生产项目。通过捕获工业废气中的二氧化碳与光伏发电结合,形成液态阳光新能源技术,其光能利用率远超传统作物光合作用。
碳中和与战略意义
该技术不仅为能源安全提供液态阳光新能源替代化石燃料,还通过二氧化碳转化技术支撑碳中和减碳目标。将工业废气转化为甲醇或糖类,避免传统碳封存的高成本问题,推动企业主动参与碳循环利用。李灿院士提出,该技术有望重塑能源与农业体系,为粮食安全新方案和气候变化治理提供科学支撑。
未来愿景与全球影响
科学家计划拓展多糖合成领域(如人参多糖、银耳多糖),并进一步降低合成成本。通过浓缩地球碳循环的亿万年进程,将过量二氧化碳转化为可利用资源,助力解决能源依赖与气候危机,推动人类可持续发展。