Sviluppo di un processo di bioelettrosintesi per la fissazione della CO2 in composti organici
| Componente | Categoria |
|---|---|
| Mauro Majone | Tutor di riferimento |
La necessità di attuare politiche di riduzione delle emissioni di CO2 necessita di soluzioni innovative di cattura e fissazione della CO2 prodotta principalmente dalla combustione di combustibili fossili e dall¿attività di alcuni settori industriali. In un'ottica di Economia Circolare la CO2 può essere considerata una vera e propria materia prima per numerosi processi, soprattutto biotecnologici, i quali consentono l'ottenimento di prodotti quali biocarburanti e chemicals. Tra i processi biotecnologici di fissazione della CO2, i microrganismi chemoautotrofi (metanigeni e acetogeni) risultano di particolare interesse in quanto sono capaci di ridurre la CO2 a CH4 ed acetato mediante il consumo di idrogeno molecolare. Una strategia innovativa per il controllo del metabolismo microbico è rappresentato dai processi bioelettrochimici nei quali un elettrodo polarizzato funge da accettore o da donatore di elettroni del metabolismo cellulare. Mediante una cella di elettrolisi microbica (MEC) è possibile fornire il potere riducente necessario alla riduzione della CO2 ad un biofilm elettroattivo indirizzando così il comparto catodico della MEC verso la produzione di CH4 o acetato. L'obiettivo del progetto di ricerca è quello di sviluppare un inoculo acetogeno elettroattivo a partire da colture miste, che consenta di produrre acetato attraverso la riduzione della CO2 in una MEC opportunamente polarizzata. Per raggiungere l'obiettivo è necessario sviluppare una via di inibizione dell'attività metanigena che, non solo compete per i medesimi substrati dell'acetogenesi, ma consuma acetato per formare CH4 mediante metanogenesi acetoclastica. Durante il progetto di ricerca verranno testate tecniche di inibizione dell'attività metanigena più sostenibili rispetto all'inibizione chimica classica, pre-trattando l'inoculo e variando le condizioni operative del processo quali temperatura, condizioni fluidodinamiche e alternanza di condizioni aerobiche/anaerobiche.