人工固碳循環示意圖。圖片來源：中研院提供

整理：劉庭莉（環境資訊中心記者）

中央研究院院長廖俊智與團隊費時七年，成功打造超越植物光合作用效率的人工固碳循環，且能將二氧化碳轉化為再利用的化學品。研究成果已於今年2月發表於著名國際期刊《自然催化》（Nature Catalysis）。廖俊智表示，此循環為目前人工固碳效率最高的方法，可在實驗室反應器中維持六小時，是人類史上第二次創造出與自然界不同的固碳循環。

比光合作用有效率 人工固碳循環解決三大限制

中研院昨（7）發布新聞稿指出，目前空氣中捕碳最有效的方式為「固碳」（carbon fixation），過程主要是經由植物行光合作用，將大氣中的二氧化碳轉化為有機化合物。而如今科學家設計出一個比光合作用更有效率的人工固碳途徑，將有助於負碳技術的發展，解決全球暖化問題。

論文共同第一作者為中研院生物化學研究所博士林柏亨，通訊作者為廖俊智，研究成員包括中研院應用科學研究中心研究員陳祺助及其團隊。

林柏亨說明，大自然光合作用有三大限制，首先，為解決植物固碳酶（RuBisCO）也會與氧結合的問題，他們選取二種不受氧氣影響的固碳酶，再加上19個微生物酵素（酶）共同組合而成，排除「光呼吸」（photorespiration）作用干擾。

此外，植物只在生長期有明顯固碳效果，且白天捕捉的二氧化碳，有一半會經夜晚的呼吸作用釋放，林柏亨解釋，人工固碳途徑只利用微生物體內的酶，而不使用整個微生物，故能不受植物細胞生長期限制與呼吸作用影響，打造高效的固碳效率。

有助於負碳技術發展 人工固碳為淨零碳排關鍵

面對氣候變遷的嚴峻挑戰，除新增再生能源外，以負碳技術增加碳匯^[1]，將是達到2050年淨零碳排的關鍵。林柏亨說明，團隊所設計的人工固碳循環正是一種負碳技術，能進一步將二氧化碳轉換為可再利用的化學品，不但減少碳排，同時也可以增加碳匯。

中研院跨領域團隊協助打造反應器及光學設備等。圖片來源：中研院提供

林柏亨認為，跨領域資源的協助至關重要。研究團隊畫設計圖，由物理所機械工廠製作反應器，到應科中心團隊協助建置光學系統，有效監控輔酶再生，讓團隊得以完成此項突破性成果。

研究配合光學即時監控以及輔酶再生，提供持續固碳的能量，不斷將二氧化碳轉化為多種常見的化學先驅物（acetyl-CoA、pyruvate及malate），可用來製造多種化學原料，取代石化產品或藥品、食品。廖俊智指出，研究開創新的反應器固碳途徑，可於室溫環境中進行，彈性運用於不同的場域；未來可配合電化學反應，以綠電達成碳再利用的負碳效果。

註釋

[1] 碳匯（carbon sink）是能夠儲存碳化合物（特別是二氧化碳）的天然或人工「倉庫」，例如森林、土壤、海洋等。

文章出處：環境資訊中心

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