武汉理工大学节能减排队伍于武汉4月3日电（通讯员 黄媛翎 丁明明）
随着我国城市化、现代化进程的不断发展，以CO2为主的温室气体排放量日益增加，使得大气中温室气体的浓度急剧升高，温室效应日益增强，产生了一系列不可预测的全球性气候问题。塑料因其廉价而被广泛使用，工业和日常生活中对塑料制品的需求日益增大，而大部分塑料在自然状态下无法被降解，部分不可降解塑料使用后被掩埋地下，致使土壤环境的严重恶化，还有大量的塑料制品在海洋中随着洋流不断地向全世界海域漂流，给海洋的生态环境造成巨大的破坏。因此实现CO2的减排和可降解塑料生产技术的革新已刻不容缓。
日前，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上指出，中国将采取更加有力的措施，力争于2030年前达到CO2排放峰值，2060年前实现“碳中和”发展战略目标。2021年中国发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，其中指出双碳“1+N”政策体系，要求早日实现碳达峰，实现人类活动CO2相对“零排放”的宏伟目标。2020年1月，我国第一次颁布“禁塑令”，随后各省市相继制定禁塑政策，为可降解塑料带来巨大投资机会。
图为真氧产碱杆菌利用CO2生产PHB原理示意图
针对以上情况，由武汉理工大学丁明明等7位本科生组成的节能减排队伍研发出了具有操作简易，环境友好，量产高效等特性的光驱动生物能源装置，为缓解温室效应，减少白色污染提供了新思路。
图为光驱动能源装置建模图
在化生学院张甜教授的指导下，该节能减排队伍已成功探索合成出具有较高生物相容性的光催化剂，并将其装载到生物塑料聚-β-羟丁酸（PHB）的生产菌上，以含CO2的工业废气模拟气作为碳源来培养生产可降解塑料，将光催化系统与微生物发酵系统相结合，构建光驱动生物能源装置。
在实际培养过程中，团队成员对各个情况下菌株的生长情况，生长条件进行跟进观察，以期获得使菌种生长最大化的培养方式及环境，PHB最大产量的生产条件及CO2最大转化量的最适条件。团队成员在关注该能源装置的高效性及社会效益的同时也重视了该项目带来的可观的经济效益，由于设备与菌株均可重复利用，且废气作为零成本原料来源，主要耗材仅为培养基与光催化剂的投入，可大大降低投入成本，高效便捷的装置也大大降低了人工成本。
本项目的创新点在于构建了生物杂化的人工光合体系，同时这是一项负碳技术，旨在实现将温室气体CO2向优质的可降解塑料产品的转化，有助于引领全球构建生态安全的负排放技术体系。在缓解温室效应的同时，还能生产出绿色可降解型塑料PHB，在生物医药、环保、工农业、食品等领域具有十分广阔的应用前景，为有效改善白色污染提供可能。PHB因其良好的热塑性、疏水性等优良特性，在农业、工业、包装业、医学等领域有十分广阔的应用前景，其可降解塑料的替代市场空间巨大。根据趋势预测，到2025年，我国可降解塑料需求量可到238万吨，市场规模可达477亿元；到2030年，需求量可到428万吨，市场规模更是达855亿元。
以上是该节能减排队伍的阶段性研究成果，据悉，该项目已申请国家专利，希望该技术未来能实现工业化，为改善生态环境贡献力量。
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