Light-driven energy conversion with biohybrid assemblies in nanocontainers
Project goals
We will utilize principles of photosynthesis for the design and assembly of biohybrid devices for efficient conversion of light to chemical energy. Clean technologies converting solar energy into fuels can help to replace fossil fuels and combat the climate change. So far these efforts have been thwarted by low overall efficiency of the applied approaches. We propose to improve efficiency of hybrid systems by systematically improving coupling between the components. We plan to provide a toolkit consisting of modular components that can be combined into self-assembling nanoreactors. They will consist of virus-based nanocontainers with functional components (photosynthetic complexes and redox enzymes) inside. We will monitor light energy capture, charge transfer and catalytic efficiency of these light-driven devices using methods of optical spectroscopy and electrochemistry, and use the obtained data to further improve functionality of the hybrid systems.
Keywords
modular molecular toolkitphotosystemsviral capsidsself-assembly
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202200004
Main participants
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
22-17333S
Alternative language
Project name in Czech
Biohybridní struktury pro konverzi světelné energie v nanokontejnerech
Annotation in Czech
V rámci tohoto projektu navrhneme a sestrojíme biohybridní zařízení pro účinnou přeměnu světla na chemickou energii, která budou založená na principech fotosyntézy. Čisté technologie pro přeměnu sluneční energii na paliva mohou nahradit fosilní paliva a pomoci tak v boji proti změně klimatu. Dosud byla tato snaha limitována nízkou účinností použitých přístupů. Navrhujeme proto zvýšit účinnost hybridních systémů systematickým zlepšováním funkčního propojení jednotlivých komponent. Plánujeme vytvořit sadu komponent, které bude možné zkombinovat do samoorganizujícího se nanoreaktoru. Ty se budou skládat z nanokontejneru založeném na kapsidu viru, uvnitř kterého se budou nacházet funkční komponenty: fotosyntetické komplexy a redoxní enzymy. Pomocí metod optické spektroskopie a elektrochemie budeme monitorovat záchyt sluneční energie, přenos náboje a katalytickou účinnost těchto zařízení. Získaná data použijeme k dalšímu zlepšení funkčnosti hybridních systémů.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2022
Realization period - end
Dec 31, 2024
Project status
—
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GA-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
10,269 thou. CZK
Public financial support
10,026 thou. CZK
Other public sources
243 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
10 269 CZK thou.
Public support
10 026 CZK thou.
97%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Biophysics
Solution period
01. 01. 2022 - 31. 12. 2024