大自然的生物催化过程是由光合作用驱动，因此光系统I和II被串联起来，在光的刺激下产生燃料产品或电力。从外部直接向光合作用电子转移链(PETC)供电有许多潜在的好处，尽管实现这一目标的策略仍然难以捉摸。

有鉴于此，国家可再生能源实验室的Wei Xiong、Jeffrey Blackburn等人，报告了一个集成的光电化学结构，它可以在活的蓝藻细菌中直接将电子传送到PETC。

本文要点

1）这种结构的阴极在电化学上与缺乏光系统II活性且不能独立进行光合作用的蓝藻细胞结合。通过光系统I，阴极照明将电子从外部电路传输到细胞内的PETC，最终推动蓝藻将CO₂转化为醋酸盐。

2）在间歇条件下，即在光照和外源电子处于30秒供应加30分钟的间隔条件时，同时向系统提供光照和外源电子时才会有乙酸盐的形成。在间歇LED照明(400 – 700 nm)和外源电子供应下，生成乙酸盐的能量转换效率可达9%。

3）这种方法适用于通过使用工程蓝藻产生各种 CO₂ 还原产物，其中一种已经实现了乙烯（一种在化学工业中广泛使用的碳氢化合物）的光电生产。据估算，第8天时乙烯效价可达0.365 mmol L^-1OD₇₃₀^-1，平均外源电子利用率为74.9%。

参考文献：

Zhaodong Li, et al. Exogenous Electricity Flowing through Cyanobacterial Photosystem I Drives CO₂ Valorization with High Energy Efficiency. Energy Environ. Sci. 2021.

DOI: 10.1039/D1EE01526E.

https://doi.org/10.1039/D1EE01526E