Opis projektu
Badanie możliwości wytwarzania energii elektrycznej przez bakterie
Bakterie kablowe to nitkowate organizmy wielokomórkowe występujące w osadach słodkowodnych i morskich, które są znane ze zdolności do przenoszenia elektronów na duże odległości. Zespół finansowanego ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie” projektu Cable electricity O2, zamierza wyhodować te bakterie na elektrodach w celu wykorzystania ich potencjału w zakresie wytwarzania energii elektrycznej. Prace w ramach projektu obejmą opracowanie systemu bioelektrochemicznego, który pozwoli zarówno na wytwarzanie energii, jak i na jej magazynowanie. Rozwiązanie zostanie przetestowane w celu sprawdzenia, czy pozwoli na zasilanie mikroprocesora przy pomocy materiałów biopochodnych. Sukces prac może umożliwić biodegradowalnej elektroniki. Naukowcy zbadają również, czy bakterie kablowe są w stanie wytwarzać tlen w środowiskach beztlenowych – dzięki temu mechanizmowi możemy lepiej poznać zjawisko transportu tlenu przez złącza tlenowo-beztlenowe.
Cel
Cable bacteria are centimetre-long, filamentous, multicellular bacteria present ubiquitously in freshwater and marine sediments, and participate in long-distance electron transfer by coupling the oxidation of sulphide in anoxic sediment to the reduction of oxygen. Cable bacteria possess an internal electric grid, enabling them to transport electrons over centimeter-scale distances. This project proposes the cultivation of cable bacteria on electrodes to harness their potential to generate electricity. Further, the development of a switchable bioelectrochemical system altering between electrogenesis and electrotrophy is proposed. Such a device would enable biological power generation and energy storage in a single device, and will be tested to power a microprocessor biologically, enabling development of biodegradable electronics. These experiments would be performed in specialized bioelectrochemical systems by varying the applied potential from positive to negative to induce the switch. Electrochemical interactions of cable bacteria with electrodes will be monitored by amperometry, voltammetry, and impedance spectroscopy. The cables will be integrated into a power management system consisting of a microprocessor chip, a current and voltage-measuring circuitry and a microcontroller to power the microprocessor with electrons obtained from the sediment. Finally, the physiological possibility of dark oxygen generation by cable bacteria in anaerobic sediments will also be explored, that would enable the use of cables as intermediates to convert any aerobic microbe into an electrogen. This mechanism will potentially uncover an unknown mode of oxygen production and usher in a completely new understanding of oxygen transport through the oxic-anoxic interface. The project bridges the applied and fundamental by probing cable bacteria electrophysiology to develop robust applications that will enable sustainable power generation.
Dziedzina nauki
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarecomputer processors
- natural sciencesbiological sciencesmicrobiologybacteriology
- natural scienceschemical scienceselectrochemistrybioelectrochemistry
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectrolysis
- natural sciencesphysical sciencesopticsspectroscopy
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSystem finansowania
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsKoordynator
8000 Aarhus C
Dania