Description du projet
Optimisation de l’interface électrode-enzyme pour une réduction bioélectrochimique efficace du CO2
Les niveaux de dioxyde de carbone (CO2) dans notre atmosphère sont associés à la combustion de carburants fossiles et, à ce titre, ils constituent un facteur important du changement climatique. La transition vers des formes d’énergie plus propres est essentielle, mais elle exige du temps. Capter et convertir le CO2 avant qu’il ne soit libéré représente une excellente solution à court et moyen terme. Heureusement, le CO2 constitue une importante matière première pour les combustibles chimiques. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet BERCO2 optimise l’interface enzyme-électrode destinée à une réduction bioélectrochimique efficace et écologique du CO2 à l’aide de l’enzyme bactérienne formiate déshydrogénase. L’interface sera mise en œuvre dans une pile à biocarburant innovante produisant de l’électricité à partir de CO2 et d’hydrogène moléculaire.
Objectif
The main objective of this proposal is to optimize the enzyme-electrode interface to achieve efficient bioelectrochemical carbon dioxide (CO2) reduction by formate dehydrogenase (FDH). To achieve the overall goal of the proposed project, the specific objectives are: 1) Incorporation of an unnatural amino acid (UAA) to Molybdenum-containing FDH (Mo-FDH) such that the enzyme can be specifically and covalently attached to electrode surfaces with controlled orientation for improved electron transfer (ET) 2) Tailoring the bio-interface between electrodes and FDH H for facile electrocatalysis by direct ET (DET) or mediated ET (MET). This includes the design electrode surface with pyrene moieties/mediator for directing orientation of biocatalysts on electrode surfaces. 3) Bioelectrosynthetic CO2 capture with electrochemical systems exploiting UAA-FDH H. For this, the prepared UAA containing Mo-FDH based biocathodes will be coupled with a hydrogenase bioanode to provide a complete enzymatic biofuel cell (EBFC) producing formate (HCOO− )and simultaneously producing electrical energy from molecular hydrogen (H2) and CO2.
The project will be conducted in 3 work packages associated with research objectives. An UAA will be introduced to FDH H for the first time, yielding an approach for site-specific functionalization of complex metalloenzymes with this project. The proposed technology is highly attractive because it presents a promising solution to tackle global climate issues and energy concerns by providing improved green conversion of CO2 to chemical fuels.
This project will be undertaken within the group of Professor Ross Milton (University of Geneva, Switzerland) and a secondment of two months is planned with Prof. Jason Chin (MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, UK) in order to develop skills in UAA incorporation.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
1211 Geneve
Suisse