Descrizione del progetto
Biofotoelettrodi scalabili per la produzione di carburante senza semiconduttori
L’elevata domanda di energia e l’utilizzo di combustibili fossili hanno determinato un aumento delle emissioni di gas a effetto serra, intensificando i cambiamenti climatici. Lo sviluppo di dispositivi fotoelettrochimici mediante l’impiego delle proteine fotosintetiche potrebbe produrre carburante solare altamente efficiente e sostenibile; ciononostante, la necessità di collegare il trasferimento di elettroni tra gli elettrodi e il fotosistema 1 ai processi catalitici costituisce tuttora una sfida a causa della rapida ricombinazione di carica. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto SUPERSET dimostrerà nuovi concetti volti a prevenire la ricombinazione di carica in biofotoelettrodi scalabili, consentendo una riduzione della CO2 e la produzione di H2 senza l’utilizzo di semiconduttori. Il lavoro svolto nell’ambito del progetto prevede la progettazione di accettori di elettroni basati su antrachinoni, la modifica della superficie degli elettrodi con monostrati autoassemblati e la progettazione di donatori di elettroni a base di osmio/cobalto per garantirne un rapido trasferimento.
Obiettivo
The soaring demand for energy and use of fossil fuels has resulted in the release of vast amount of greenhouse gases and climate change. Developing photoelectrochemical devices for solar fuel production is one of the strategies to address these issues. The use of photosynthetic proteins as photoactive components could potentially generate highly efficient biophotoelectrodes built exclusively from earth-abundant elements, leading to a step change in sustainable solar fuel production. The extreme electron transfer rates, quantum efficiency and large charge separation of the photosynthetic protein complex photosystem 1 delivers the high energy electrons needed for CO2 fixation or H2 evolution in Nature. However, coupling electron transfer between electrodes and photosystem 1 to catalytic processes remains challenging because charge recombination of the reduced electron acceptors with the oxidized form of the electron mediators or with the electrode surface is typically faster than catalysis. The overarching aim of SUPERSET is to demonstrate for the first time the concepts of kinetic barriers and fast hole refilling through electron hopping for preventing charge recombination in scalable biophotoelectrodes and thus enable CO2 reduction and H2 production with semiconductor-free devices. Toward this aim, my specific research objectives will include: (1) Design electron acceptors based on anthraquinones to limit recombination at the electrode by taking advantage of their PCET square scheme mechanism; (2) Modify the surface of electrode by self-assembled monolayers to build a charger barrier to prevent the charge recombination of the reduced electron acceptors with the electrode; (3) Design Osmium/Cobalt-based electron donors with extremely fast electron transfer to enable the refilling of the hole produced by photosystem 1 before recombination takes place; (4) Combine the electron donor and electron acceptor to be channeled to an enzyme for CO2 reduction or H2 production.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- scienze naturali scienze chimiche chimica inorganica metalli di transizione
- scienze naturali scienze fisiche elettromagnetismo ed elettronica semiconduttività
- scienze naturali scienze chimiche catalisi
- ingegneria e tecnologia ingegneria ambientale energia e carburanti
- scienze naturali scienze biologiche biochimica biomolecole proteine enzimi
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
80333 Muenchen
Germania
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.