电化学二氧化碳还原技术是一种将电能转化为化学键中的化学能的新型储能方式。然而，目前该技术仍然存在选择性低，活性低和稳定性差的问题。催化剂设计是应对这些挑战的关键之一。天然的催化剂，如一些微生物，可通过级联反应实现高效和高选择性催化效果。然而，限制生物催化剂进一步应用的关键因素是微生物对二氧化碳的固定速率太低。

近日，加州大学伯克利分校的杨培东教授等人选择了一种甲醇适应的卵形链球菌菌株作为生物催化剂，实现了二氧化碳的高效还原。

本文要点：

1）该工作首先挑选了野生型链球菌菌株，然后通过基因编辑菌株中的关键基因，使其发生突变，得到了具有甲醇适应性的链球菌菌株，并将其培养在硅纳米线表面，实现了高固定速率与硅纳米线产生的高还原当量的匹配，极大的提高了催化效率。

2）该工作还利用电化学阻抗谱（EIS）解释了了细菌/阴极界面的电荷转移动力学，与未编辑的菌株/硅纳米线相比，经过编辑后的界面表现出更低的电荷转移电阻。

Jimin Kim，Enhancing Biohybrid CO₂ to Multicarbon Reduction via Adapted Whole-Cell Catalysts，Nano Letter，2022

DOI：10.1021/acs.nanolett.2c01576

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01576