液体生物燃料合成与炼制的研究进展

作     者：郭姝媛 张倩楠 姑丽克孜·买买提热夏提 杨一群 于涛 GUO Shuyuan;ZHANG Qiannan;Gulikezi·MAIMAITIREXIATI;YANG Yiqun;YU Tao

作者机构：中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院合成生物化学研究中心广东深圳518055 中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院中国科学院定量工程生物学重点实验室广东深圳518055 

出 版 物：《合成生物学》 (Synthetic Biology Journal)

年 卷 期：2025年第6卷第1期

页      面：18-44页

核心收录：

学科分类：08[工学] 09[农学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFA0911000,2020YFA0907800) 广东省重点区域研究与发展计划项目(2022B1111080005) 国家自然科学基金(NSFC32071416) 深圳合成生物学创新研究院科研基金(JCHZ20200003) 深圳市科技计划(ZDSYS20210623091810032) 中国科学院战略重点研究项目(XDB0480000) 招商局集团先进技术研究院有限公司(基于电催化CO_(2)转化与生物炼制的绿色制造项目) 中海石油化学股份有限公司和海洋石油富岛有限公司“碳中和与粮食安全交叉创新联合实验室”项目 深圳先进院跨所联合攻关青年团队项目(电驱动CO_(2)转化与生物炼制规模化示范) 

主　　题：合成生物燃料 新型生物能源 一碳底物 可再生能源 微生物代谢工程 

摘      要：人类社会发展对化石燃料的依赖导致了资源枯竭的加剧及显著的气候变化,迫切需要开发能够代替化石燃料的新型生物燃料。虽然已有生物乙醇和生物柴油等生物能源,但其生产规模和成本仍然是大规模应用的主要问题。近年来,随着可再生能源技术的发展,结合代谢工程及新兴的合成生物学,开发基于CO_(2)合成的新兴生物燃料,逐渐成为未来绿色能源的重要研究方向。本文综述了生物燃料的种类及四代生物燃料的发展情况,并着重介绍了第三代和第四代生物燃料丰富的底物原材料、多能源偶联合成生物燃料的研究现状、合成生物学在其中的应用及现阶段的研究进展。最后概括了合成生物燃料所面临的困境,主要包括原料的供应及成本,新型液体生物燃料产量低和产品种类少等问题,并提出相应的解决办法,以二氧化碳作为主要原材料,结合自养型微生物及甲基营养型微生物等细胞工厂,通过优选固碳途径、转化二氧化碳为甲醇等低碳底物及多能源耦合等方式实现多种生物燃料的合成,以期扩大生物燃料的产能及应用范围,进一步推动新型生物燃料的产业化进程。