酶燃料動力鋰電池是一種新型的燃料動力鋰電池，通過生物酶在電極上的催化，將底物（如糖類）中的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能。酶燃料動力鋰電池具有反應(yīng)條件溫和、安全、環(huán)保、底物容易獲得且價格低廉等優(yōu)點，被認為是下一代可為移動電子產(chǎn)品供電的綠色電池之一，具有廣闊的商業(yè)前景。葡萄糖是酶燃料動力鋰電池中使用最為普遍的底物，它有著極高的儲能密度。然而，此前的研究由于僅使用了單一酶，或使用了效率一般的多酶系統(tǒng)，均無法將葡萄糖底物充分地氧化利用，因而導致大量化學能難以被釋放，電池的能量轉(zhuǎn)化效率低。

我國科學院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所體外合成生物學團隊經(jīng)過一年多的努力，開發(fā)了一套不依賴ATP和CoA的體外多酶分子機器系統(tǒng)，該系統(tǒng)由12個酶組成，可將葡萄糖完全氧化，每個葡萄糖分子釋放24個電子，實現(xiàn)了接近100%的能量轉(zhuǎn)化效率。該研究首次定量證明了葡萄糖在酶燃料動力鋰電池中可以被完全氧化，使糖電池的能量密度得以最大化。此外，通過替換和添加新的酶器件，經(jīng)過體外途徑工程的改造，該酶燃料動力鋰電池在室溫下的輸出電流實現(xiàn)了從2.8提高至6.9mA/cm2。這一研究預示著利用體外途徑工程和多酶分子機器將糖能轉(zhuǎn)化為電能具有巨大的潛力和應(yīng)用前景。

該研究獲得了中科院天津工生所、美國Cell-FreeBioinnovations公司和美國弗吉尼亞理工大學的大力支持，相關(guān)成果發(fā)表在《代謝工程》（MetabolicEngineering）上，天津工生所研究員朱之光為論文第一作者。