基于二氧化碳、水、太阳能的绿色化工精炼

化石资源为人类提供了不可或缺的化学品、材料以及燃料，但也造成了大量二氧化碳排放。生物质是可以生产低碳化工产品的可再生资源，但要占用有限的可耕地资源。提出了直接以二氧化碳、水和太阳能为原料的绿色化工精炼。采用光电板收集太阳能并转化为电能，电能通过膜式水电解池产生氢气，氢气通入新型生物反应器并在自养菌的作用下把二氧化碳还原为聚三羟基丁酸酯（PHB）。此新型生物反应器解决了因气体溶解性低而影响传质速度的关键技术，微生物干重产出达0.18 g·L-1·h-1，其中PHB质量分数约50%。PHB不仅是优良的可生物降解塑料，也是可用于生产 C3～C4有机低分子和芳香烃的平台化合物。在磷酸催化作用下，PHB 可转化为与汽油相当热值和元素组成的C4～C16燃料油。分离PHB后的细菌生物质残渣可水热分解获得生物油和富氮水相产物。此生物油具有比植物生物油更高的热值，而水相产物可作为营养物用于培养微生物。