Projektbeschreibung
Bio-Photoanode für Bio-Photovoltaik-Entwicklung
Wachsender Energiebedarf erfordert alternative Technologien für erneuerbare Energien. Ein Ansatz besteht in der Entwicklung der biologischen Photovoltaik, bei der effiziente photosynthetische Proteine als photoaktive Komponenten dienen. Das Ziel des innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts SpinBioAnode besteht in der Entwicklung energieeffizienter, halbleiterfreier Bio-Photoanoden. Es kommt eine elektronenleitende Immobilisierungsmatrix zum Entwurf, zum Bau und zur Optimierung einer biohybriden Photoanode zum Einsatz, die ein photosynthetisches Reaktionszentrum mit Elektrodenmaterialien integriert. Bei diesem Ansatz wird ein hochenergetischer Triplett-Zustand ausgenutzt, der durch einen spontanen Elektronenspin-Flip in Purpurbakterien erzeugt wird. Dieser Spin-Flip ist zwar biologisch ungünstig, birgt jedoch die Chance, Potenziale im offenen Kreislauf und Solarenergieumwandlungs-Wirkungsgrade von mehr als 1 % zu erreichen, wobei dieser Wert mit den derzeitigen Bio-Photovoltaik-Technologien noch nicht realisierbar war.
Ziel
Current challenges of humankind in coping with raising energy needs make it necessary to look for alternative technologies for harvesting renewable energy. One of the strategies is to construct biophotovoltaics that directly exploits naturally abundant and highly efficient photosynthetic proteins as photoactive components. My goal within SpinBioAnode is to construct the first generation of energy-efficient semiconductor-free biophotoanodes. To do so, I will design, assemble, characterize, and optimize a biohybrid photoanode consisting of a photosynthetic reaction center interfaced with electrode materials via an electron-conductive immobilization matrix. SpinBioAnode comprises a unique approach for solar energy conversion that hijacks a highly energetic triplet state formed by a spontaneous electron spin flip in purple bacteria photosynthetic reaction centers. This spin flip is biologically unfavorable, but potentially lucrative for biohybrid applications that require large open circuit potentials and high solar energy conversion efficiencies above 1% which to date, have not been achieved using state-of-the-art biophotovoltaics. I will apply a strongly interdisciplinary approach for characterization of the photoanode prototype using a combination of spectroscopic, electroanalytical and modelling methods. This will be achieved by collaboration within a network of physicists, chemists, and biologists. The characterization results will be utilized in the feedback loop workflow to optimize the constructed biophotoanode. Utilization of biologically unfavorable pathways within protein, opened by means of biohybrid approaches, is still an unexplored area in biophotoelectrodes design and the outcome of the SpinBioAnode project will serve as a blueprint in the wider field of light energy conversion in a road towards reaching Sustainable Development Goals such as affordable and clean energy.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- NaturwissenschaftenBiowissenschaftenMikrobiologieBakteriologie
- NaturwissenschaftenBiowissenschaftenBiochemieBiomoleküleProteine
Sie müssen sich anmelden oder registrieren, um diese Funktion zu nutzen
Wir bitten um Entschuldigung ... während der Ausführung ist ein unerwarteter Fehler aufgetreten.
Sie müssen sich authentifizieren. Ihre Sitzung ist möglicherweise abgelaufen.
Vielen Dank für Ihr Feedback. Sie erhalten in Kürze eine E-Mail zur Übermittlungsbestätigung. Wenn Sie sich für eine Benachrichtigung über den Berichtsstatus entschieden haben, werden Sie auch im Falle einer Änderung des Berichtsstatus benachrichtigt.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2022-PF-01
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Koordinator
80333 Muenchen
Deutschland