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BIOinspired photocatalytic POLymersomes for compartmentalized solar Energy conversion

Descrizione del progetto

Un progetto ecologico per trasformare la luce solare in combustibile

Per decenni, gli scienziati hanno cercato di imitare le piante utilizzando la luce solare, l’acqua e l’anidride carbonica per creare combustibile pulito. Sebbene questo approccio di «fotosintesi artificiale» sia un’idea brillante, è stato complesso da padroneggiare poiché la maggior parte dei sistemi fotocatalitici sono inefficienti e incontrano difficoltà nel controllare le complesse reazioni chimiche necessarie per il suo funzionamento. Il progetto BIOPOLE, finanziato dal CER, sta adottando un nuovo approccio, ispirato alla struttura interna dei cloroplasti negli organismi fotosintetici. Invece di un unico grande spazio di reazione, utilizza minuscoli gusci polimerici (reattori in miniatura) per separare le diverse parti del processo. Grazie alla disposizione accurata di questi componenti, BIOPOLE è in grado di guidare gli elettroni e le reazioni con una precisione notevolmente superiore. Questo processo promette di trasformare la luce solare in combustibili e sostanze chimiche sostenibili.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI
Contributo netto dell'UE
€ 1 499 998,00
Indirizzo
CARRER DE ESCORXADOR
43003 Tarragona
Spagna
Regione
Este Cataluña Tarragona
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 499 998,00

Beneficiari (1)