体外合成生物学革命：构建人工光合与呼吸作用的ECHo循环，引领绿色生物经济新时代

主要观点总结

文章介绍了张以恒教授提出的电-碳水化合物-氢（ECHo）循环的概念与目标。该循环旨在通过高效转换初级能源和次级能源，实现可持续性革命。其核心是电力-碳水化合物（如淀粉）-氢气之间的转换。ECHo循环具有突破性的进展，如人工光合作用和呼吸作用，能够实现高效能源转换，并推动化学工业向更可持续和环境友好的方向发展。该循环的应用场景广泛，包括手性化合物、可降解糖电池、氢气、糖氢燃料电池汽车等。

关键观点总结

关键观点1: ECHo循环的概念与目标

张以恒教授提出的电-碳水化合物-氢（ECHo）循环，旨在通过高效转换初级能源和次级能源，实现可持续性革命。其核心是电力-碳水化合物（如淀粉）-氢气之间的转换。

关键观点2: ECHo循环的突破性进展

ECHo循环在人工光合作用和呼吸作用方面取得突破性进展，能够实现高效能源转换，推动化学工业向更可持续和环境友好的方向发展。

关键观点3: ECHo循环的应用场景

ECHo循环的应用场景包括手性化合物、可降解糖电池、氢气、糖氢燃料电池汽车、高密度电力存储到合成淀粉等的转化。

文章预览

ECHo循环的概念与核心目标   在现代文明的发展中， 人类社会的繁荣 在很大程度上依赖于 化石燃料和可再生能源 ，如生物质、风能和太阳能。然而，随着全球人口的不断增长和资源的日益限制，如何高效获取、存储、利用能源，以及平衡食品和水资源的需求，已成为全球性挑战。为应对这一挑战， 中国科学院天津工业生物技术研究所的张以恒教授 于2011年开始就提出了 电-碳水化合物-氢 （Electricity-Carbohydrate-Hydrogen， ECHo ）循环的概念 [ 1 ]， 基于 体外合成生物学 持续 研发 [2, 3] ，全新 构建 人工光合作用 [3-5] 与 呼吸作用 [6, 7] 的ECHo循环，突破了生物体的代谢速度与能效极限，旨在通过高效转换初级能源和次级能源，实现可持续性革命 [1, 4] 。 ECHo循环的核心目标是实现电力-碳水化合物（如淀粉）-氢气三者之间的 高效相互转换 （图1）。氢气和 ………………………………