多功能电化学装置助力精准发酵中的氧气管理——高效、节能且精准

本研究针对传统发酵氧气管理的复杂性与高能耗问题，开发了一种紧凑型电化学氧气调节器（EOC），实现了1%–99%氧气浓度的精准调控，显著降低了设备体积和能耗，并在酵母发酵中显著提升了细胞生长和乙醇产量，为微生物生产与合成生物学发展提供了有力支持。

　　精准发酵技术在食品、制药和生物研究领域具有重要意义，其核心在于精确控制发酵环境中的氧气（O?）浓度。然而，传统氧气浓度管理依赖于大型、复杂且能耗高的设备，如变压吸附（PSA）系统。为解决这一问题，中国科学技术大学附属第一医院、合肥华凌股份有限公司等机构的研究人员开发了一种紧凑型电化学氧气调节器（EOC），通过电化学氧气还原（ORR）和氧气进化（OER）反应实现原位氧气浓度调控，显著降低了设备体积和能耗，并在酵母发酵中验证了其性能。该研究为微生物生产与合成生物学的发展提供了新的思路和工具，成果发表于《Device》杂志。研究人员采用的关键技术方法包括电化学氧气调节器的设计与组装、催化剂的合成与表征、酵母发酵实验以及氧气浓度的实时监测与调控。