Description du projet
Davantage de produits chimiques durables développés par des usines cellulaires photosynthétiques
Parallèlement au développement des biotechnologies modernes, les microorganismes algaux (aujourd’hui utilisés dans de nombreux domaines) possèdent un fort potentiel en tant «qu’usines cellulaires» photosynthétiques productives, particulièrement importantes en tant que source d’énergie renouvelable et de produits chimiques abordables. Cependant, la biotechnologie industrielle des algues au sein des usines cellulaires à l’état solide nécessite des solutions nouvelles pour permettre une production plus efficace. Pour cette raison, le projet FuturoLEAF, financé par l’UE, combinera le concept d’architecture fonctionnelle à partir de blocs de construction en nanocellulose avec l’anatomie et les fonctions conçues sur la base des principes d’anatomie des feuilles, afin de créer une nouvelle technologie de biocatalyseur basée sur les algues capable de capter efficacement le CO2 et de produire des biocarburants et des produits chimiques grâce à l’énergie solaire. Maximiser l’utilisation de la lumière, le captage du CO2 tout en facilitant le transport logistique des usines cellulaires ouvrira la voie à des temps de renouvellement catalytique élevés. Le système FuturoLEAF fera l’objet de tests et d’évaluations au niveau de maturité technologique 3.
Objectif
FuturoLEAF envisions to exploit know-how in nanocellulose materials and cell biology to revolutionize the field of industrial algal biotechnology by conceptually renewing tailored solid-state cell factories. FuturoLEAF introduces algal-based biocatalysts with functional architecture formulated from nanocellulose building blocks and designed on the principles of plant leaf anatomy and function. Knowledge of bio-based materials science and photosynthesis will be integrated with achievements of synthetic biology and biomolecular engineering to conceive the new technology efficient in capturing CO2 and producing solar-driven biofuels and chemicals. The FuturoLEAF biocatalysts will gain high production efficiency by tailoring nanocellulose matrix performance with utilisation of its highly specific water interactions, resulting in tunable porosity and transport properties. Directed self-assembly as a tool to locate and attach photosynthetic cells in the matrix by their native interaction potential will further improve the performance. The system will maximise light utilization and CO2 capturing by providing controllable influx/efflux of moisture, gases, nutrients, products and substrates, leading to next generation photosynthetic cell factories with high catalytic turn-over time. In addition, the solid-state nature of the system will enable effortless logistical transportation of cell factories without having to move large amounts of water in contrast to current suspension cultures. The FuturoLEAF architecture will be tested under changing environment in a fixedbed high-cell density photobioreactor, which is designed for simulating behaviour of the plant with gas-to-liquid interphase production environment. The proof of the concept will involve evaluation of the approach at TRL3 level in a photobioreactor functioning in continuous mode. FuturoLEAF proposes a significant step away from dependency of fossil sources, towards sustainable energy and chemicals production.
Champ scientifique
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energy
- natural sciencesbiological sciencessynthetic biology
- social scienceseconomics and businesseconomicsproduction economics
- natural scienceschemical sciencescatalysisbiocatalysis
- engineering and technologyindustrial biotechnologybiomaterialsbiofuels
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
02150 Espoo
Finlande