近日，美国犹他州立大学发现一种可能再次引发农业变革的将氮气转化为氨的光驱动过程，可以降低全世界食物供应对化石燃料的依赖以及哈柏过程中产生相当高的碳足迹。相关研究结果发表在2016年4月22日Science期刊上。

研究证实光化学能量能够替换将大气中氮气转化为氨通常使用的三磷酸腺苷（ATP）。采用任何一种将氮气中化学键打开的方法，固氮都是一种需消耗大量能源的过程。

在哈柏过程中，氮气还原是在高温和高压下实现的，而细菌固氮过程是在自然条件下固氮酶利用来自ATP的化学能将氮气转化为氨。在这项研究中，研究人员证实硫化镉（CdS）纳米晶体能够被用来让固氮酶钼铁蛋白光敏化。这种光敏化的钼铁蛋白通过捕捉光能替换ATP促进氮气还原后产生氨。它每分钟转化75个氮气分子，是最佳条件下依赖ATP的细菌固氮反应率的63%。

当前，哈柏过程大约消耗全世界化石燃料供应的2%。因此，这种利用纳米材料捕捉光能的过程可能引发该领域技术变革。

来源：生物谷

供稿：生物资源与安全处