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BIOinspired photocatalytic POLymersomes for compartmentalized solar Energy conversion

Description du projet

Un plan vert pour transformer la lumière du soleil en carburant

Depuis des décennies, les scientifiques tentent d’imiter les plantes en utilisant la lumière du soleil, l’eau et le dioxyde de carbone pour créer un carburant propre. Bien que cette approche de la «photosynthèse artificielle» soit une idée brillante, elle est difficile à maîtriser car la plupart des systèmes photocatalytiques sont inefficaces et peinent à contrôler les réactions chimiques complexes nécessaires à leur fonctionnement. Le projet BIOPOLE, financé par le CER, adopte une nouvelle approche, inspirée de la structure interne des chloroplastes des organismes photosynthétiques. Au lieu d’un seul grand espace de réaction, il recourt à de minuscules coquilles de polymères (réacteurs miniatures) pour séparer les différentes parties du processus. En agençant soigneusement ces composants, BIOPOLE peut guider les électrons et les réactions avec une précision beaucoup plus grande. Ce processus promet de transformer la lumière du soleil en carburants et produits chimiques durables.

Objectif

The transition to sustainable fuel and chemical production using renewable energy sources is paramount to curb CO2 emissions and decrease reliance on fossil fuels. In this context, artificial photosynthesis (AP) offers a promising approach to mimic natural photosynthesis (NP) to store solar energy into chemical bonds, driving the conversion of water and CO2 into renewable products. However, current photocatalytic AP systems are constrained by low efficiency, limited product selectivity, specially going beyond the 2 electron CO2 reduction, and poor control of cross-reactivity in solution.

BIOPOLE introduces an innovative compartmentalized approach to AP by mimicking the spatial layout of thylakoid membranes -which separate oxidation and reduction reactions to minimize cross-reactivity- arranging catalysts, photosensitizers and mediators across artificial membranes. Using polymeric vesicles (polymersomes) as bioinspired photocatalytic microreactors BIOPOLE will compartmentalize redox chemistry to ultimately drive the electrons from the oxidation of water to reduce CO2, offering an efficient and stable platform for solar fuel and chemical production. This project aspires to address key challenges in AP, developing novel advanced photocatalytic polymersomes with controlled membrane properties and functionalization, achieving precise separation of reaction centres, enhanced charge separation, and efficient solar-to-fuel conversion. Using photocatalytic polymersomes as simplified models of natural thylakoids to produce solar fuels and chemicals harnessing light as driving force, BIOPOLE will contribute to the understanding of reactivity at the aqueous interface of polymeric membranes and electron/proton transfer between compartments. Ultimately, BIOPOLE’s unique bioinspired polymersome-based approach promises to advance the design and conceptual development of artificial photosynthetic systems and provide a transformative platform for sustainable fuel production.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2025-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI
Contribution nette de l'UE
€ 1 499 998,00
Coût total
€ 1 499 998,00

Bénéficiaires (1)