2021年9月，由中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所夏霖博士創(chuàng )辦了深圳中科翎碳生物科技有限公司，公司成立伊始即獲得由中科院成果轉化母基金和著(zhù)名天使投資人龔虹嘉先生共同發(fā)起設立的中科天使投資基金的青睞，兩個(gè)月內就完成數千萬(wàn)元的種子輪融資。
采訪(fǎng)中，當我們問(wèn)起夏霖博士來(lái)到深圳先進(jìn)技術(shù)研究院工作，而后又從科研工作者轉身成為創(chuàng )業(yè)者的過(guò)程時(shí)，夏霖微笑著(zhù)說(shuō)：“我從美國回國，2017年加入先進(jìn)院，覺(jué)得這里實(shí)驗室設備、研究氛圍和創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)文化并不比美國差，過(guò)去4年多，我在科研和產(chǎn)業(yè)方面積極探索，確立了合成生物學(xué)與電化學(xué)交叉融合在碳中和領(lǐng)域應用的發(fā)展方向。
留學(xué)以色列有幸切入碳中和領(lǐng)域
2012年，夏霖獲得中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心物理化學(xué)博士學(xué)位，師從魏志祥研究員，畢業(yè)后在中科院青島能源所工作了一年，一次聽(tīng)學(xué)術(shù)報告結緣了以色列生物電化學(xué)科學(xué)家Lital Alfonta教授，她主動(dòng)問(wèn)夏霖愿意去以色列做研究么？并幫助夏霖申請到以色列PBC–fellowship獎學(xué)金資助，夏霖于2013年來(lái)到以色列本古里安大學(xué)從事博士后研究。
剛到以色列本古里安大學(xué)，夏霖受到實(shí)驗室同學(xué)們的熱情接待?！耙陨歇q太人對中國人很友好，有人帶我熟悉實(shí)驗，有人帶我去超市，也有人帶我周末去家里做客，我很快就融入了以色列的研究團隊，也了解了他們的文化底蘊。他們都屬于勤學(xué)好問(wèn)的人，特別喜歡討論，學(xué)術(shù)研究氛圍自由而純粹，”夏霖回憶道，“我還有幾個(gè)很要好的朋友，他們都曾在以色列服兵役多年，閱歷豐富，頭腦靈活，白天做實(shí)驗，閑暇還能打理家族生意，而且學(xué)校里創(chuàng )業(yè)的氛圍特別濃厚，受他們的影響，我也希望有朝一日能一邊做科研，一邊能創(chuàng )業(yè)?！?/p>
夏霖博士
在以色列做研究期間，夏霖參與了以色列計劃預算委員會(huì )支持的關(guān)于生物質(zhì)電化學(xué)催化發(fā)電的碳中和項目。他覺(jué)得最有意思的一個(gè)經(jīng)歷是，在沙漠里配合工程師利用有機廢水發(fā)電?！捌綍r(shí)我們在實(shí)驗室做生物發(fā)電都是小小的瓶瓶罐罐，到了沙漠去做中試，那放大可遠遠不止1000倍啊，有機廢水有兩個(gè)來(lái)源，一個(gè)是大型化工廠(chǎng)，一個(gè)是培養藻類(lèi)產(chǎn)生的廢水，我們要保證生物方法處理有機廢水同時(shí)進(jìn)行微生物發(fā)電的效率，又要通過(guò)物理化學(xué)的原理設計計算，與工程師的工程建模配合，實(shí)現合理放大?！毕牧刂?，研究碳中和技術(shù)是全球各領(lǐng)域科學(xué)家、工程師交叉合作的使命，使用綠色可持續的能源獲取與利用手段，是從源頭減少碳排放的有效辦法。
赴美參與乙醇－CO2高效可逆催化的前沿研究
2015年底，Lital Alfonta教授推薦夏霖到美國猶他大學(xué)從事博士后研究，作為項目核心成員參與了美國國防部高級研究計劃局（Darpa）關(guān)于乙醇-二氧化碳可逆催化的碳中和相關(guān)項目。
夏霖在美國工作期間到鹽湖采樣
夏霖介紹，CO2是一種潛在的理想儲能介質(zhì)，可以通過(guò)電化學(xué)/生物催化CO2還原的過(guò)程將可再生電能轉化為化學(xué)能儲存到CO2被還原所產(chǎn)生的有機化合物中，在需要能量輸出的場(chǎng)景可以通過(guò)可逆的電化學(xué)/生物催化過(guò)程，也就是燃料電池的原理，來(lái)收獲氧化有機化合物過(guò)程中的電子用來(lái)產(chǎn)電。當上述兩個(gè)能量轉化過(guò)程的效率及工程化水平都達到產(chǎn)業(yè)化水平時(shí)，就可以有效整合到碳中和能源組合中，成為一種可靠的可持續發(fā)展解決方案。
“我在以色列研究生物發(fā)電，是基于單酶催化的方法，缺點(diǎn)就是反應過(guò)程中收割的電子很有限，生物質(zhì)燃料利用的效率低，到了美國，基于之前的研究，受廣泛存在于自然界的高效多酶體系的‘底物通道’效應啟發(fā)，我們通過(guò)對DNA 納米材料的序列設計，實(shí)現了級聯(lián)反應中多個(gè)酶催化元件在電極界面固定時(shí)相互距離的納米級的精準控制，在酶電化學(xué)體系中首次重現了自然界的底物通道效應，實(shí)現了對乙醇的高效利用率級聯(lián)催化?！毕牧亟榻B，2017年2月，在美國化學(xué)會(huì )頂級期刊《 ACS Energy Letters》發(fā)表了該項研究成果的學(xué)術(shù)論文。
勇當合成生物電化學(xué)碳中和探路先鋒
2017年5月，夏霖回國后加入深圳先進(jìn)院合成生物學(xué)研究所，主要從事合成生物學(xué)、電化學(xué)與材料科學(xué)交叉研究在碳中和與生物傳感催化領(lǐng)域的應用。
2019年開(kāi)始，夏霖開(kāi)始與企業(yè)合作，開(kāi)發(fā)基于電化學(xué)/生物催化產(chǎn)有機酸的概念驗證樣機。2020年，中石油公司工程師聯(lián)系上夏霖，針對大型石化企業(yè)有對CO2處理的需求，探討如何用電化學(xué)混合驅動(dòng)生物轉化來(lái)實(shí)現二氧化碳的高附加值利用。面對來(lái)自產(chǎn)業(yè)界的需求，夏霖開(kāi)始考慮到可以研發(fā)一種平臺技術(shù)，通過(guò)不同電化學(xué)催化劑與微生物工程菌的配合級聯(lián)催化，在多場(chǎng)景適配使用，比如，針對石油化工企業(yè)，可以把CO2通過(guò)電化學(xué)催化和微生物催化反應，轉化成包括多元醇、多元有機酸等在內的能源化合物，也可以轉化成精細化學(xué)品，比如依克多因、可降解塑料等。
眾所周知，以二氧化碳為首的溫室氣體排放帶來(lái)了全球暖化、海洋酸化等問(wèn)題。2020年，習近平主席正式宣布中國將力爭2030年前實(shí)現碳達峰、2060年前實(shí)現碳中和。這是中國基于推動(dòng)構建人類(lèi)命運共同體的責任擔當和實(shí)現可持續發(fā)展的內在要求作出的重大戰略決策。綠色低碳成為當前的熱點(diǎn)話(huà)題，預計也將在未來(lái)很長(cháng)一段時(shí)間里成為影響我國經(jīng)濟、工業(yè)、生活發(fā)展的重要因素。作為我國“十四五”的重點(diǎn)工作之一，各部委和地方已經(jīng)開(kāi)始緊鑼密鼓出臺政策，對未來(lái)的碳達峰、碳中和工作制定目標與具體規劃。
在這個(gè)背景下，夏霖于2021年9月在光明新區注冊成立了深圳中科翎碳生物科技有限公司，這是國內首家新能源驅動(dòng)合成生物電化學(xué)碳中和技術(shù)公司，首創(chuàng )以電化學(xué)驅動(dòng)合成生物催化實(shí)現對工業(yè)排放CO2的低能耗，高附加值資源化利用，以負碳技術(shù)賦能企業(yè)減碳增匯，促進(jìn)傳統高碳排放企業(yè)的生產(chǎn)方式變革，助力國家雙碳政策與可持續發(fā)展戰略。
“我們在開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品管線(xiàn)有依克多因、可降解塑料、多元醇、替代蛋白等，計劃于今年下半年實(shí)現依克多因規?；a(chǎn)，”夏霖介紹中科翎碳的發(fā)展現狀，“我們申請了近十項發(fā)明專(zhuān)利，有近30名員工?！?/p>
中科翎碳實(shí)驗室場(chǎng)景
初次創(chuàng )業(yè)的夏霖坦誠地說(shuō)：“創(chuàng )業(yè)主要面臨兩個(gè)難點(diǎn)，一是招人比較困難，需要讓人才對初創(chuàng )公司產(chǎn)生信任，整個(gè)溝通過(guò)程比較長(cháng)；二是業(yè)務(wù)拓展有難度，因為碳中和賽道比較新，需要一邊培養和教育市場(chǎng)，一邊做出樣板工程?！?/p>
即使有一些困難需要克服，夏霖仍對中科翎碳的未來(lái)充滿(mǎn)了信心。甘肅新能源電廠(chǎng)利用光伏發(fā)電，存在新能源棄電問(wèn)題，那么利用廢電用于驅動(dòng)CO2資源化利用，恰恰就將CO2作為理想儲能介質(zhì)的優(yōu)勢發(fā)揮出來(lái)。中科翎碳正在積極參與這個(gè)示范項目，有望將其做成綠色低碳的樣板工程。
夏霖樂(lè )觀(guān)表示，利用新能源驅動(dòng)還原CO2，結合合成生物學(xué)理念下的新型生物煉制技術(shù)，將CO2轉化成日化材料、精細化學(xué)品及能源化學(xué)品，有助于取代高污染且不可持續的石油化工路線(xiàn)，同時(shí)對于延長(cháng)深圳市已有的新能源產(chǎn)業(yè)鏈、豐富深圳市新能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統都具有重要意義。
人物簡(jiǎn)介
夏霖，博士，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院高級工程師，博士生導師，深圳中科翎碳生物科技有限公司董事長(cháng)。他本科畢業(yè)于山東大學(xué)生命科學(xué)院，2012年獲得中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心物理化學(xué)博士學(xué)位，畢業(yè)后獲得PBC–fellowship等獎學(xué)金資助先后在以色列本古里安大學(xué)和美國猶他大學(xué)從事博士后研究，作為項目核心參與了以色列計劃預算委員會(huì )以及美國國防部高級研究計劃局（Darpa）關(guān)于生物質(zhì)發(fā)電與二氧化碳催化儲能的碳中和相關(guān)項目。2017年加入中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院工作。長(cháng)期從事合成生物學(xué)、電化學(xué)與材料科學(xué)交叉研究在碳中和與生物傳感催化領(lǐng)域的應用，承擔、參與國家自然科學(xué)基金委，科技部重點(diǎn)研發(fā)計劃等項目，累積獲得資助過(guò)千萬(wàn)，入選深圳市海外高層次人才。