酶催化能够在温和条件（温度、压力）中实现较高的催化反应选择性、专一性，同时电驱动的酶催化能够通过电极辅助进行电子转移进行在保持较高活性的同时进行催化反应。这种电驱动酶催化可能有望为大宗工业化学品（比如H₂、NH₃、甲醇等）的合成提供更加环保和高效的方法。有鉴于此，斯坦福大学John C. Ruth等综述报道了近期氢化酶、固氮酶、一碳化学品相关的酶在电化学参与的过程中相关研究进展进行综述。作者具体讨论了目前实现提高催化反应速率、催化反应稳定性的关键性问题，比如氧化还原能力的聚合物、气体扩散电极等角度进行改善。

本文要点：

（1）

改善催化反应速率的方法：优化电催化反应的电极，比如提高电极表面积从而提高与酶催化剂作用；在气体-液体界面上构建气体扩散电极，气体扩散电极能够通过将液体、气体的传输分离有效的消除传质过程中的阻碍；通过电极界面修饰作用能够改善酶催化剂的催化活性。

（2）

作者主要具体讨论了四种电催化酶催化反应过程：氢化酶在制氢、活化氢气中的应用；C1脱氢酶/还原酶用于将CO₂还原为高价值产物；通过氧化酶将甲烷氧化为甲醇；固氮酶将氮气还原为氨。

参考文献

John C. Ruth* and Alfred M. Spormann, Enzyme Electrochemistry for Industrial Energy Applications—A Perspective on Future Areas of Focus, ACS Catal. 2021, 11, 5951–5967

DOI: 10.1021/acscatal.1c00708

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c00708