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Development of alga-based photovoltaic devices: Electron transport from photosynthesis via the cell wall to electrodes

Descrizione del progetto

Migliorare l’efficienza dei dispositivi fotovoltaici a base di alghe

I cambiamenti climatici, descritti come la più grande minaccia che l’uomo moderno abbia mai affrontato, richiedono soluzioni energetiche pulite. Le celle fotovoltaiche che utilizzano le proprietà fotosintetiche delle alghe sono considerate un candidato ideale per convertire la luce in corrente elettrica. Il progetto EnergUP, finanziato dall’UE, si propone di migliorare notevolmente l’efficienza dei dispositivi fotovoltaici a base di alghe, rendendoli una buona soluzione per produrre energia pulita. In particolare, i ricercatori utilizzeranno alghe geneticamente modificate per portare mutazioni che permettono alle cellule di accorciare la distanza dalla superficie dell’elettrodo, permettendo così un più efficiente trasferimento di elettroni. Alcuni strati della parete cellulare delle specie di alghe geneticamente modificate in studio saranno rimossi biochimicamente per facilitare la diffusione degli elettroni dall’interno dei microrganismi all’elettrodo.

Obiettivo

The aim of the EnergUP project is to substantially improve the efficiency of the alga-based photovoltaic devices and thereby to contribute to the development of a climate-neutral technology. We will apply various strategies to enhance the current production by photosynthetic organisms using bio-photo electrochemical cells (BPEC). We seek for sustainable solutions without the usage of toxic chemicals or invasive cell treatments. In our experimental photovoltaic device, the electric current is transferred form the cells towards the electrode by a soluble electron mediator molecule. The electric current production of the cells is strongly limited 1) by the donation of electrons from algal cells towards the meditator molecule, 2) by the diffusion capacity of the mediator molecule through the multi-layer cell wall and 3) by the distance between the cells and the electrode surface. In this project, we will use two evolutionarily different alga species, the prokaryotic cyanobacteria, Synechocystis sp. PCC 6803 and the eukaryotic green algae, Chlamydomonas reinhardtii that are both excellent model organisms to study photosynthetic energy conversion. We will study 1) the contribution of the linear and the alternative photosynthetic electron transport pathways to the reduction of the mediator molecule by employing a range of photosynthetic mutants, and 2) the limiting effect of the cell wall on the diffusion of the mediator molecule by biochemical removal of specific cell wall layers and by employing cell-wall mutants. For the experiments, we will develop a specific measuring cuvette allowing photosynthetic activity measurements in the BPEC. We will also establish immobilization for alga-based photovoltaic devices, ensuring a close distance between the cells and the electrode surface, thereby enabling a more efficient electron transfer. Another advantage of this approach is that changing the culture media and removal of the cells from the BPEC becomes more economical.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2019

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

HUN-REN SZEGEDI BIOLOGIAI KUTATOKOZPONT
Contributo netto dell'UE
€ 139 850,88
Indirizzo
TEMESVARI KORUT 62
6726 Szeged
Ungheria
Regione
Alföld és Észak Dél-Alföld Csongrád
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 139 850,88