美国ARPA-E资助先进生物燃料技术研发

作者: 2021-09-15 14:57 来源:
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514日,美国能源部先进能源研究计划署(ARPA-E)宣布在生物燃料低碳化ECOSynBio)主题计划框架下资助3500万美元支持15个研究项目,旨在整合高校、企业和国家实验室的研究力量联合开发先进的生物质转化燃料技术,以实现整个转化过程的去碳化(即把生物质转化燃料过程中产生的碳也重新利用),同时实现产量的最大化[1]

1负碳化学品生产平台。资助金额为416万美元,开发变革性技术,使经济合理、可再生的氢气与被捕集的二氧化碳反应,从而实现将二氧化碳直接转化为乙醇或者高价值化学品,实现碳资源的100%转化利用。

2)利用发酵技术制备甲酸。资助金额为283万美元,开发一种新型的生物精炼技术,可以将电化学生成的甲酸酯和糖作为原料进行发酵,实现在不释放二氧化碳的情况下合成脂肪酸甲酯(FAME),用于进一步生产可持续航空燃料。

3)利用乙酸盐制备燃料和化学品。资助金额为342万美元,开发一种新技术,可以利用二氧化碳和氢气生产醋酸盐,随后以醋酸盐为原料转化为燃料或高价值化学品,实现生物质制氢过程中的二氧化碳循环利用,避免排放。

4)革命性的生物质制化学品技术。资助金额为258万美元,探寻创新工艺来取代传统的发酵方法,用于生物基化学品制备。这种新工艺能够以大气中的二氧化碳和玉米淀粉中获得的葡萄糖为原料制备可再生燃料和化学品,实现二氧化碳有效利用,避免排放到大气中。

5)生物能源。资助金额为275万美元,开发一种基于梭状芽孢杆菌分解合成技术,快速高效地将可再生碳水化合物(包括葡萄糖底物、二氧化碳)转化为生物燃料,如异丙醇、正丁醇等。

6)生物代谢制备生物燃料。资助金额为157万美元,将设计一种新的微生物菌群方法,该方法将使用一种异养菌株,通过合成代谢将糖底物转化为生物燃料,并与一种自养菌株共培养,以实现糖发酵过程中释放的二氧化碳有效循环利用。

7)通过合成生物化学生产碳负化学品。资助金额为166万美元,依托碳中性的二氧化碳利用技术,开发并示范一种生物催化平台,实现以碳中性方式合成制备高价值化学品,且该技术具备良好的成本竞争力。

8二氧化碳羧酸化转化为生物燃料和化学品。资助金额为184万美元,开发一种基于生物酶催化技术,将二氧化碳转化为化学品,即各种功能化羰酸和衍生物;随后以羧酸及其衍生物作为原料进一步转化为生物燃料和化学品。

9)二氧化碳工业循环利用。资助金额为298万美元,通过基因工程和改进的发酵技术,提高改性微生物的能力,实现将工业排放的二氧化碳转化为生物燃料和化学品。

10)生物电催化制备碳基燃料或化学品。资助金额为111万美元,设计一种生物催化系统,结合可再生能源电力和碳捕集系统,将二氧化碳有效电催化转化为甲酸。

11)零碳生物燃料。资助金额为210万美元,设计一种油脂酵母Yarrowia lipolytica来生产生物柴油类脂质和烷烃,减少或消除脂质/烷烃生产过程中的二氧化碳。

12)木质素糖转化为丁醇。资助金额为161万美元,设计、模拟和构建由3种细菌组成的合成微生物菌群,将木质纤维素糖100%转化为丁醇,同时实现二氧化碳零排放。

13)生物电催化和发酵混合技术。资助金额为105万美元,开发一种生物电催化和发酵混合技术,通过生物催化将二氧化碳转化为甲酸;再利用微生物发酵将甲酸转化为高价值化学品。

14)规模化生物转化。资助金额为166万美元,开发一种多功能多酶系统,以实现二氧化碳到工业化学品苹果酸盐的经济高效规模转化。

15)保碳生物合成体系开发。资助金额为318万美元,开发新型的生物催化剂,将甲醇等C1原料和生物质衍生底物(如糖)共同转化为燃料或化学品中间体。                           (郭楷模 孙裕彤)



[1] DOE Invests $35 Million to Dramatically Reduce Carbon Footprint of Biofuel Production. https://www.energy.gov/articles/doe-invests-35-million-dramatically-reduce-carbon-footprint-biofuel-production

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