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HACIA LA TRANSICION DIGITAL EN QUIMICA SOLAR (SOLCHEM 5.0): DISEÑO Y CARACTERIZA...

HACIA LA TRANSICION DIGITAL EN QUIMICA SOLAR (SOLCHEM 5.0): DISEÑO Y CARACTERIZACION COMPUTACIONAL DE FOTOELECTRO-BIOCATALISIS HETEROGENEA SOPORTADA POR FOTOELECTRODOS EL PROYECTO COORDINADO SOLARCHEM 5.0 TIENE COMO PRINCIPAL OBJETIVO LA DIGITALIZACION DE LA QUIMICA SOLAR INTEGRANDO CONCEPTOS DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA) Y CIENCIA ABIERTA EN EL DISEÑO DE MATERIALES FOTOELECTROACTIVOS DE ALTA... ver más

01/01/2021

UDG

125K€

Presupuesto del proyecto: 125K€

Líder del proyecto

UNIVERSITAT DE GIRONA No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 226

Ver Participantes

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2021-01-01

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Participantes

UDG

Lider

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Líder del proyecto

UNIVERSITAT DE GIRONA

Total investigadores 226

Presupuesto del proyecto 125K€

Descripción del proyecto EL PROYECTO COORDINADO SOLARCHEM 5.0 TIENE COMO PRINCIPAL OBJETIVO LA DIGITALIZACION DE LA QUIMICA SOLAR INTEGRANDO CONCEPTOS DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA) Y CIENCIA ABIERTA EN EL DISEÑO DE MATERIALES FOTOELECTROACTIVOS DE ALTA SELECTIVIDAD Y PROCESOS FOTOELECTROQUIMICOS. EL OBJETIVO DE ESTE SUBPROYECTO ES EL DISEÑO COMPUTACIONAL Y LA CARACTERIZACION DE UNA PLATAFORMA FOTOELECTROBIOCATALITICA HETEROGENEA SOPORTADA POR FOTOELECTRODOS.LA BUSQUEDA DE ESTRATEGIAS BIOCATALITICAS MAS EFICIENTES Y SELECTIVAS HACIA REACCIONES DESEADAS ES DE SUMA IMPORTANCIA PARA LA PRODUCCION DE ENERGIA, LA FABRICACION DE MATERIALES O LA SINTESIS DE FARMACOS. MUCHOS BIOCATALIZADORES (ENZIMAS) REQUIEREN COFACTORES PARA QUE SE PRODUZCA LA CATALISIS. LOS COFACTORES MAS COMUNES (NAD(P)H, METALES DE TRANSICION) REQUIEREN SU REGENERACION MEDIANTE ELECTRONES AL FINAL DE CADA CICLO CATALITICO. LOS BIOCATALIZADORES SE UTILIZAN HOY EN DIA EN PROCESOS IMPORTANTES PARA LA REVALORIZACION DE PRODUCTOS, POR EJEMPLO, EN LA DEGRADACION DE BIOMASA, PERO TAMBIEN EN PROCESOS DE SINTESIS QUIMICA INDUSTRIAL DEBIDO A SUS EXQUISITAS SELECTIVIDADES, INCLUYENDO TAMBIEN SU COMBINACION EN ELABORADAS CASCADAS ENZIMATICAS. UNA LIMITACION DE LAS CASCADAS ENZIMATICAS ES EL INEFICAZ CONTROL DE LA DIFUSION DEL SUSTRATO ENTRE LOS SITIOS ACTIVOS Y LA REGENERACION DE LOS COFACTORES. ESTO SE PUEDE SOLUCIONAR FIJANDO LAS ENZIMAS EN UN SOPORTE SOLIDO (BIOCATALISIS HETEROGENEA); SIN EMBARGO, EXISTEN DIFERENTES FACTORES QUE AUN LIMITAN LA EFICIENCIA DE LA CASCADA HETEROGENEA: LA DISTRIBUCION Y ORIENTACION DE LAS ENZIMAS EN LA SUPERFICIE, O LA NECESIDAD DE REGENERAR COFACTORES REDOX, POR EJEMPLO.EL OBJETIVO DE ESTE SUBPROYECTO ES EL DESARROLLO DE BIOCATALIZADORES ANCLADOS EN FOTOELECTRODOS PARA MEJORAR LA HETEROGENEIZACION DE CASCADAS ENZIMATICAS REDOX-DEPENDIENTES. LA NOVEDOSA COMBINACION DE CASCADAS ENZIMATICAS HETEROGENEAS CON FOTOELECTRODOS PUEDE SIGNIFICAR UNA NUEVA ESTRATEGIA PARA MEJORAR LA EFICIENCIA CATALITICA DE LA CASCADA AL OPTIMIZAR LA DIFUSION DEL SUSTRATO ENTRE ENZIMAS MIENTRAS SE USAN ELECTRONES DEL FOTOELECTRODO PARA LA REGENERACION DE COFACTORES IN SITU. EL MODELADO COMPUTACIONAL MULTIESCALA Y PROTOCOLOS BASADOS EN AI SE COMBINARAN CON HERRAMIENTAS DE BIOLOGIA ESTRUCTURAL PARA DESARROLLAR DE FORMA RACIONAL NUEVAS PLATAFORMAS FOTOELECTROBIOCATALITICAS HETEROGENEAS. LA ADECUADA INTEGRACION DE LA CASCADA BIOCATALITICA EN LOS FOTOELECTRODOS SERA CRUCIAL PARA TRANSFERIR EFICIENTEMENTE LOS ELECTRONES GENERADOS EN EL FOTOCATODO A LOS SITIOS ACTIVOS DE LA ENZIMA Y FACILITAR LA COMUNICACION INTERENZIMATICA. POR TANTO, ES FUNDAMENTAL DISEÑAR RACIONALMENTE UNA ESTRATEGIA PARA CONTROLAR LA OPTIMA DISTRIBUCION Y ORIENTACION DE LOS DIFERENTES ELEMENTOS DE LA CASCADA EN LA SUPERFICIE. LAS TECNICAS DE MODELADO COMPUTACIONAL Y BIOLOGIA ESTRUCTURAL PROPORCIONARAN UNA DESCRIPCION COMPLETA A NIVEL MOLECULAR DEL PROCESO FOTOELECTROBIOCATALITICO HETEROGENEO. PARA MEJORAR LA EFICIENCIA CATALITICA Y LA TERMOESTABILIDAD DE LA CASCADA ENZIMATICA FIJADA EN FOTOELECTRODOS, SE EMPLEARAN METODOS BASADOS EN IA PARA OPTIMIZAR SISTEMATICAMENTE LA ORIENTACION Y LA DISTANCIA ENTRE ENZIMAS EN PLATAFORMA FOTOELECTROBIOCATALITICA.LOS NUEVOS SISTEMAS FOTOELECTROBIOCATALITICOS SOPORTADOS POR FOTOELECTRODOS PROPUESTOS ALLANARAN EL CAMINO HACIA EL DESARROLLO DE NUEVAS ESTRATEGIAS PARA LA PRODUCCION SELECTIVA DE MOLECULAS POTENCIALMENTE UTILES COMO FARMACOS O PARA LA DEGRADACION DE CONTAMINANTES DEL AGUA O BIOMASA.

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