Descrizione del progetto
Sostanze chimiche più sostenibili da fabbriche di cellule fotosintetiche
Con l’evoluzione delle biotecnologie moderne, i microrganismi algali, attualmente impiegati in molti settori, hanno dimostrato di avere un forte potenziale come «fabbriche di cellule» fotosintetiche, un aspetto particolarmente importante per utilizzarli come fonte di energia rinnovabile e di sostanze chimiche convenienti. Tuttavia, le biotecnologie industriali basate sulle alghe nelle fabbriche di cellule allo stato solido richiedono nuove soluzioni per ottenere una produzione più efficiente. A tale proposito, il progetto FuturoLEAF, finanziato dall’UE, combinerà il concetto di un’architettura funzionale creata da elementi costitutivi di nanocellulosa con l’anatomia e le funzioni progettate sui principi dell’anatomia delle foglie delle piante per la creazione di una nuova tecnologia di biocatalizzatore a base di alghe, efficiente nella cattura di CO2 e nella produzione di biocarburanti e sostanze chimiche a energia solare. L’ottimizzazione dell’utilizzo della luce, la cattura di CO2 e l’agevolazione del trasporto logistico delle fabbriche di cellule permetteranno un tempo elevato di variazione catalitica. Il sistema realizzato dal progetto FuturoLEAF sarà collaudato e convalidato secondo il livello 3 di maturità tecnologica.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energy
- natural sciencesbiological sciencessynthetic biology
- social scienceseconomics and businesseconomicsproduction economics
- natural scienceschemical sciencescatalysisbiocatalysis
- engineering and technologyindustrial biotechnologybiomaterialsbiofuels
Parole chiave
Programma(i)
Invito a presentare proposte
Vedi altri progetti per questo bandoBando secondario
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Meccanismo di finanziamento
RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
02150 Espoo
Finlandia