„Биоелектрохимични системи за очистване на органични замърсители“
Договор № КП-06-Н-67/6 от 12.12.20 2022 г., МОН-ФНИ, "Конкурс за финансиране на фундаментални научни изследвания – 2022 г."
Координатор/Базова организация: Институт по електрохимия и енергийни системи "Акад. Евгени Будевски" при БАН
Срок: 36 месеца
Изпълнение
Биоелектрохимични системи за очистване на органични замърсители
Цел и хипотеза
Целта на настоящия проект е конструиране и изследване на микробиални горивни елементи за разграждане на фенол и фенолни производни (в т.ч. синтетични багрила), при използване на бактериални щамове от родове Pseudomonas, Alcaligenes, Anthrobacter, Cyanobacterium, Bacillus и др. Ще бъдат синтезирани и охарактеризирани електроди от нецитотоксични материали с катализатори за ускоряване на окислението на тези замърсители.
Изследователски задачи
Установяване на видовете фенолни съединения, които биха били подходящи за безвреждане от специфични бактериални щамове;
Изготвяне на биоаноди ;
Експериментално установяване на HOMO/LUMO енергетични състояния на вещества с конюгирани π-електронни връзки ;
Синтез на биосъвместими катализатори, , за окисление и редукция на фенолни съединения;
Изработване и охарактеризиране на аноди и катоди за окисление на съответните замърсители в биогоривен елемент;
Установяване на конструкционните особености на биогоривен елемент за окисление на съответните замърсители .
Основната хипотеза е, че въз основа на проведен скрининг по отношение на биосъвместимост, способност за биодеградация и електроактивност ще бъдат подбрани бактериални щамове като подходящи биокатализатори за биоелектрохимично окисление на фенол и негови производни в микробиален горивен елемент. На базата на предварителни изследвания, като подходящ кандидат за биокатализатор е щамът Pseudomonas putida 1046. Чрез модифициране на електродите с инкорпориране на ефективни катализатори, формиране на електрохимично активни биофилми върху анодите и оптимизиране на конструкцията и работните параметри на микробиалния горивен елемент се очаква да бъде постигната висока степен на очистване на изследваните органични замърсители. Това ще позволи повишаване на плътността на генерирания електричен ток от порядъка на i=30-50 мА/м2.
