Descrizione del progetto
Rompere la barriera di scalabilità di potenza per i generatori bioenergetici
Negli ultimi anni si è assistito ad una crescente preoccupazione a livello globale relativa ai cambiamenti climatici, e numerosi studi sono stati dedicati alla produzione di un’energia migliore e più sicura dal punto di vista ambientale. La bioenergia, che consiste nel ricavare energia da fonti biologiche, è una delle tante risorse energetiche disponibili che sta ricevendo un’attenzione via via maggiore. Il progetto GREEN finanziato dall’UE mira a realizzare un centro di ricerca leader a livello mondiale, incentrato sullo sviluppo di metodi assolutamente innovativi per produrre energia ecologicamente sicura a partire dalle alghe. Il progetto prevede la realizzazione di un generatore bioenergetico autosostenibile con un rendimento decisamente più alto rispetto alla maggior parte dei generatori bioenergetici all’avanguardia attuali, portando così l’UE sempre più vicina al raggiungimento dei propri obiettivi di tutela ambientale.
Obiettivo
The aim of this grant is to establish a world leading research centre focusing on developing a radically different way to generate clean energy from algae. GREEN will deliver a self-sustainable bioenergy generator, with an output power of the order of W/m2 that is at least 100 times larger than current state-of-art bioenergy generators. The unprecedented enhancement in output power finally breaks the power scalability barrier for bioenergy generators and in this way delivers impact on the world’s renewable energy research trajectory.
I have recently discovered that a population of diatoms, a form of algae, communicate in a cooperative manner and produce long lasting large magnitude electrical oscillations. The discovery has been made possible through my recent breakthrough - I have developed a large area and low impedance transducer to record cooperative communication in cells.
My idea is to harvest the generated electricity from the algae. Using 2D electrodes, the output power is µW/m2, which is low. However, the power increases with the density of diatoms adhered to the electrode and with the electrical coupling of the cells to the electrode. By going from a 2D to porous 3D electrodes, and by optimizing the coupling an output power of W/m2 is within my reach.
To deliver the new bioenergy generator, it is essential to understand 1) which materials and 3D electrode geometries comprise larger cell densities and enable a more efficient charge transfer from the living organisms to the electrode 2) which organisms provide the higher output powers, and 3) how the electric circuitry will be developed to store and deliver the generated power.
This multidisciplinary research will advance the state-of-the-art by delivering a prototype for a new green self-sustained energy harvester, suitable for power scalability, through realising technological advances in 1) electrochemical electrodes, 2) cooperative signalling mechanisms in algae and 3) energy harvesting circuits.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
3004-531 Coimbra
Portogallo