近日，首届“华熙杯”CO2捕集转化与利用设计大赛总决赛在北京会议中心圆满落幕。青岛能源所微生物制造工程中心推荐的 “电碳成粮——电催化耦合微藻异养发酵实现CO2到副淀粉从头合成”（参赛学生：李璐，赵鹏森，纪晓彤，王永强，朱昱晓，狄冰倩;指导老师：刘天中、周文俊、陈林）、一碳生物技术研究中心和团簇化学与能源催化研究组合作的 “生物相容性的纳米铜团簇调控微藻固碳过程的还原力平衡”（参赛学生：姜尔颖，张丽丽，方霞。指导老师：范勇）参赛项目从来自全国各地科研单位、高校的所有作品中脱颖而出，分别获得总决赛特等奖和二等奖。
谭天伟院士和元英进院士为特等奖获奖队伍代表李璐同学颁奖
元英进院士等为二等奖获奖队伍代表颁奖（右起第三为姜尔颖同学）
据悉，第一届“华熙杯”CO2捕集转化与利用设计大赛是在中国化工学会生物化工专业委员会﹑中国生物工程学会一碳生物技术专委会﹑中国化工学会化学工程专业委员会和中国生物工程学会科普工作委员会的指导下，由北京化工大学和重庆大学主办的高水平前沿科技创新赛事。本届大赛主题为“科技驱动、‘碳’索未来”，以科技创新的颠覆性、前瞻性、先导性、探索性为出发点，旨在促进二氧化碳捕集转化与利用的基础和前沿科技能力建设，发掘科技创新成果，致力于搭建高效能先进技术平台。经过网络初评到总决赛层层角逐，历时3个月，从1187人、241项作品中评选出特等奖1名、一等奖5名、二等奖10名、三等奖92名。
微生物制造工程中心刘天中研究员带领的“电碳成粮”参赛团队，提出基于化学-生物耦合实现 CO2到副淀粉的从头合成。“电碳成粮—电催化耦合微藻异养发酵”首次提出电催化CO2到乙醇→裸藻发酵到副淀粉的融合工艺，实现了从 CO2到副淀粉的生物制造，并通过氧利用和二氧化碳循环实现过程强化与高 CO2原子利用率。研究结果将为以CO2为原料通过工业发酵实现其生物转化利用提供了一种创新性和经济可行性的技术途径，也为实现 CO2生物制造提供一种新范式，有重要应用价值与示范意义。
一碳生物技术研究中心聚焦研究所“十四五”重点方向，“以光合微藻为模式，建立光能-碳源-反应器-细胞多维适配的新机制、新方法，多尺度研究能源生物合成过程物质能量转化科学规律”。参赛团队提出在微藻光合兼养过程中，细胞内还原力的平衡是微藻光合能量与有机碳源能量协同转化的关键。在研究过程中，尝试结合团簇独特的原子级结构、离散的能级、以及清晰的氧化还原特性，通过精准设计，并与模式硅藻三角褐指藻进行共培养，明确其细胞相容性及平衡细胞内还原力水平的能力。首次依托金属团簇的催化优势，利用质谱技术精确地设计团簇的氧化还原电势，使其介入微藻固碳的氧化还原反应，构建新的反应通路或者能量耗散转化体系。旨在为合成生物学和酶工程设计代谢路径上提供类分子性质的催化模板，为原子尺度研究生物催化提供新机会。此次参赛课题设计和研究过程得到了一碳生物技术研究中心李福利研究员，团簇化学与能源催化研究组孙晓岩研究员、闫晓美博士的指导和帮助。
青岛能源所积极响应国家提出的“双碳战略”，聚焦二氧化碳原料合成复杂分子、一碳原料生物合成转化等新技术领域，发挥研究所生物、化工、材料等多学科发展优势；同时研究所高度重视研究生的科技创新能力培养和视野拓展，鼓励并支持研究生参加学科领域的高水平赛事。2023年青岛能源所学子首次参赛即获佳绩，展现了研究生的科技创新能力。下一步研究所将出台相关支持政策，鼓励学生积极参加相关竞赛活动，以赛促学、以赛促教、学赛结合，创新研究生培养模式，进一步提升研究生的培养质量。
