随着全球经济的高速发展和能源需求规模的不断增加，预计CO2在22世纪 50 年代前仍能达到 580ppm以上，将导致严重的温室效应。因此，减排降碳已成为全球关注的焦点和迫在眉睫的任务。在这种形势下，CO2资源化再利用，将其转化成高附加值的能源或材料，已成为全球学术界和工业界的技术攻关热点。CO2是一种潜在的碳资源，选择合理的转化方法和工艺将其转化为高附加值的化学品对于缓解能源危机和环境恶化问题、实现可持续发展目标具有重要意义。在全球年CO2排放量中，我国CO2排放量占全球四分之一。因此，CO2资源化将成为实现《中国应对气候变化国家方案》中CO2减排目标的重要途径之一，也将成为我国引领全球减排降碳的科学举措。
2021年10月20日，南开大学夏文杰和马挺团队在《Journal of Cleaner Production》杂志上发表了题为“Photo-driven heterogeneous microbial consortium reducing CO2 to hydrocarbons fuel”的文章。本研究表明CO2可以经过特定微生物群落的转化，合成短链烷烃(C1-C5烷烃和C2-C3烯烃)，且具有更高的CO2固定率和烷烃转化率；重点研究CO2烃转化过程中菌-功能基因-产物的相互相应机制，明确了生物CO2烃转化的代谢路径，建立了多元化微生物共培养转化体系；明确路径Calvin-Benson-Bassham循环, Reductive tricarboxylic acid循环和Wood-Ljungdahl循环等在体系中CO2固定的角色，以及carboxylic acid reductase酶、aldehyde decarbonylase酶，nitrogenase酶等烷烃合成角色。本研究为CO2生物转化和定向调控技术的推广和应用奠定理论基础和工程基础。
本文为夏文杰研究员前期研究成果，为本文第一作者；夏文杰研究员和马挺教授为本文的共同通讯作者，链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.129397
