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生物电化学合成:概念与应用。

Bioelectrocatalytic Synthesis: Concepts and Applications.

机构信息

Department of Chemistry, University of Utah, Salt Lake City, UT 84112, USA.

Department of Chemistry and Biochemistry, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA.

出版信息

Angew Chem Int Ed Engl. 2023 Nov 13;62(46):e202307780. doi: 10.1002/anie.202307780. Epub 2023 Jul 24.

DOI:10.1002/anie.202307780
PMID:37428529
Abstract

Bioelectrocatalytic synthesis is the conversion of electrical energy into value-added products using biocatalysts. These methods merge the specificity and selectivity of biocatalysis and energy-related electrocatalysis to address challenges in the sustainable synthesis of pharmaceuticals, commodity chemicals, fuels, feedstocks and fertilizers. However, the specialized experimental setups and domain knowledge for bioelectrocatalysis pose a significant barrier to adoption. This review introduces key concepts of bioelectrosynthetic systems. We provide a tutorial on the methods of biocatalyst utilization, the setup of bioelectrosynthetic cells, and the analytical methods for assessing bioelectrocatalysts. Key applications of bioelectrosynthesis in ammonia production and small-molecule synthesis are outlined for both enzymatic and microbial systems. This review serves as a necessary introduction and resource for the non-specialist interested in bioelectrosynthetic research.

摘要

生物电化学合成是利用生物催化剂将电能转化为增值产品的过程。这些方法结合了生物催化的特异性和选择性以及与能源相关的电催化,以解决药品、大宗商品化学品、燃料、原料和肥料可持续合成方面的挑战。然而,生物电化学的专用实验设置和领域知识对采用造成了重大障碍。本综述介绍了生物电化学合成系统的关键概念。我们提供了关于生物催化剂利用方法、生物电化学合成细胞的设置以及生物电催化剂评估分析方法的教程。概述了酶和微生物系统中生物电化学合成在氨生产和小分子合成方面的主要应用。对于有兴趣从事生物电化学研究的非专业人士来说,这篇综述是必要的介绍和资源。

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Bioelectrocatalytic Synthesis: Concepts and Applications.生物电化学合成:概念与应用。
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