Description du projet
Adapter les bioréacteurs afin qu’ils puissent utiliser de l’hydrogène non polluant
La production actuelle de produits chimiques de base repose sur les combustibles fossiles non renouvelables en tant que matière première. L’hydrogène représenterait un précurseur idéal, car il ne produit pas de gaz à effet de serre lors de sa combustion; cependant, la nécessité de réactions à la fois sensibles à l’O2 et dépendantes de l’O2 complique son utilisation. Le projet ReLay, financé par l’UE, cherche à y remédier en utilisant de nouveaux microdisques catalytiques biohybrides capables de faciliter ces deux réactions en même temps. Pour y parvenir, ces microdisques séparent la réaction en plusieurs couches distinctes. Le projet aura recours à des simulations afin de déterminer les conditions optimales pour créer des domaines anaérobies et aérobies qui permettent aux réactions sensibles à l’O2 et dépendantes de l’O2 d’avoir lieu dans une seule particule. Son objectif est de mettre en place une plateforme qui puisse être adaptée pour être utilisée dans les bioréacteurs actuels.
Objectif
Todays technology for the biocatalytic production of base chemicals is fossil-fuel based. Moving away from non-renewable and carbon-based energy feedstocks towards renewable hydrogen is a key challenge for current chemical processes. However, biocatalysis has yet to see H2 implemented as a energy source, simply because such H2-consuming reactions are sensitive to O2, whereas many enzymatic reactions driving product formation require O2 as a cosubstrate. H2-driven biocatalysis is not realized today on a large scale because of this need for both O2-sensitive and O2-dependent reactions to operate in tandem. The goal of this Marie Skodowska-Curie Postdoctoral Fellowship project is to deliver the theoretical framework and experimental validation for novel biohybrid catalytic microdisks capable of carrying out seemingly incompatible tandem reactions by controlling the spatial separation of reaction layers (ReLay). Driven by both theory and simulation, the optimal conditions will be found to create both anaerobic and aerobic domains allowing O2-sensitive and O2-dependent reactions to take place within a single particle. This will be accomplished by, first, building a reaction-diffusion model and simulation toolbox to establish the theoretical framework of spatially separated reaction layers in these catalytic micodisks. Second, the parameter space will be explored using the model and simulations to find the best performing components and conditions. Finally, these predictions will be validated with an experimental case-study, comparing the expected output from the model with the actual reaction rates and concentrations gradients measured experimentally for an O2-dependent oxyfunctionalization driven by H2 within the catalytic microdisks. These actions will create a universal platform for H2-driven biocatalysis, which can be implemented directly in current bioreactors.
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. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- ingénierie et technologiebiotechnologie environnementalebioremédiationbioréacteur
- sciences naturellessciences chimiquescatalysebiocatalyse
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Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2021-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
80333 Muenchen
Allemagne