Att sluta den gröna cirkeln: bioelektrokemisk produktion av förädlade varor från CO2 och andra bioprocess-restprodukter

Forskningsprojekt, 2017 – 2019

Arbetet har som mål att förstå och förbättra användningen av mikrober som "katalysatorer" för en elektrokemisk omvandling av CO2 och bioprocessavfall till värdefulla alkoholer med stort intresse för kemi- och energiindustrin. Den föreslagna forskningen stödjer övergången från en oljebaserad till en biobaserad ekonomi, där industriella bioprocesser återvinner användbart kol till råvarukemikalier och bränslen. Just nu vet vi för lite om de mikrobiella mekanismer som producerar alkoholer med elektroder som elektronkälla, och koncentrationerna som påvisats är mycket låga. För att förbättra utbytet och förstå mekanismerna behövs ett tvärvetenskapligt angreppssätt. Här kommer jag att undersöka vilka förhållanden som både kända och hittills oupptäckta elektro-aktiva mikrober kräver för att producera alkoholer, vilka elektronöverföringsvägar som används och vilka mikrobiella synergier som gynnar produktionen. Jag kommer också att undersöka hur mikrob-elektrod-relationen kan förbättras med hjälp av grafen-baserade elektroder som inte har testats för detta ändamål än. Detta förväntas öka den mikrobiella elektronförbrukningen och kolets omvandlingshastighet. Efter att den mikrobiella katalysatorn och elektroderna förbättrats, kommer dessa att integreras i en modellreaktor som är konstruerad för högre energieffektivitet. State-of-the-art praxis från industriell bioteknik, materialteknik, och elektrokemi slås här ihop för att avancera realiserandet av nya bioraffinaderi-koncept.