Opis projektu
Optymalizacja interfejsu elektroda-enzym na potrzeby skutecznej bioelektrochemicznej redukcji CO2
Poziomy dwutlenku węgla (CO2) w naszej atmosferze wiążą się ze spalaniem paliw kopalnych, co sprawia, że są też głównym czynnikiem odpowiedzialnym za zmianę klimatu. Przejście na bardziej ekologiczne formy energii jest konieczne, jednak wymaga czasu. Doskonałym krótko- i średnioterminowym rozwiązaniem jest więc wychwytywanie i przekształcanie CO2 zanim zostanie uwolniony do atmosfery. Tak się szczęśliwie składa, że CO2 jest przy okazji ważnym surowcem służącym do produkcji paliw chemicznych. Przy wsparciu programu Działania „Maria Skłodowska-Curie” twórcy projektu BERCO2 optymalizują interfejs enzym-elektroda wykorzystywany do skutecznej i ekologicznej bioelektrochemicznej redukcji CO2 przy użyciu bakteryjnego enzymu o nazwie dehydrogenaza mrówczanowa. Interfejs ten zostanie wbudowany w innowacyjne ogniwo napędzane biopaliwem, które będzie wytwarzać energię elektryczną z CO2 i wodoru cząsteczkowego.
Cel
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.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki chemiczneelektrochemiabioelektrochemia
- nauki przyrodniczenauki chemicznekatalizabiokataliza
- inżynieria i technologiainżynieria śodowiskaenergetyka i paliwaprzetwarzanie energii
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
1211 Geneve
Szwajcaria