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Team:ULB-Brussels
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<p>However, current hydrogen production relies mostly on chemical processes, such as petroleum cracking or water electrolysis. In order to develop greener and more energy-efficient processes, the use of micro-organisms as biocatalysts for hydrogen production has been studied for many years. While no practical application has yet been achieved, nowadays the scientifical and technological advances allow further developments and opportunites in this field.</p> | <p>However, current hydrogen production relies mostly on chemical processes, such as petroleum cracking or water electrolysis. In order to develop greener and more energy-efficient processes, the use of micro-organisms as biocatalysts for hydrogen production has been studied for many years. While no practical application has yet been achieved, nowadays the scientifical and technological advances allow further developments and opportunites in this field.</p> | ||
| - | <p>The actual use of dark fermentation to produce hydrogen attains very low yields, compared to other fermentative biofuel synthesis, e.g. methane or ethanol. We propose to design a genetically engineered E. Coli, with an improved natural hydrogen production pathway, using the organic compounds found in waste waters as substrate. In addition, we will implement various features to enable the strain to perform other tasks related to wastewater treatment, such as signaling metallic contamination, eliminating nitrogen compounds, or hindering hydrogen consumption by methanogenic bacteria. We will also set up a planned death system in order to prevent its proliferation outside the wastewater treatment plant.</p> | + | <p>The actual use of dark fermentation to produce hydrogen attains very low yields, compared to other fermentative biofuel synthesis, e.g. methane or ethanol. We propose to design a genetically engineered <i>E. Coli</i>, with an improved natural hydrogen production pathway, using the organic compounds found in waste waters as substrate. In addition, we will implement various features to enable the strain to perform other tasks related to wastewater treatment, such as signaling metallic contamination, eliminating nitrogen compounds, or hindering hydrogen consumption by methanogenic bacteria. We will also set up a planned death system in order to prevent its proliferation outside the wastewater treatment plant.</p> |
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Latest revision as of 21:50, 28 November 2010
AbstractIn this ever more energy-dependent world, where fossil fuel ressources become scarce and raise environmental issues, the search for green energy sources is a growing concern in both civil and scientific communities. In this context, hydrogen turns out to be an interesting alternative. However, current hydrogen production relies mostly on chemical processes, such as petroleum cracking or water electrolysis. In order to develop greener and more energy-efficient processes, the use of micro-organisms as biocatalysts for hydrogen production has been studied for many years. While no practical application has yet been achieved, nowadays the scientifical and technological advances allow further developments and opportunites in this field. The actual use of dark fermentation to produce hydrogen attains very low yields, compared to other fermentative biofuel synthesis, e.g. methane or ethanol. We propose to design a genetically engineered E. Coli, with an improved natural hydrogen production pathway, using the organic compounds found in waste waters as substrate. In addition, we will implement various features to enable the strain to perform other tasks related to wastewater treatment, such as signaling metallic contamination, eliminating nitrogen compounds, or hindering hydrogen consumption by methanogenic bacteria. We will also set up a planned death system in order to prevent its proliferation outside the wastewater treatment plant. Abstract : FrançaisLa dépendance en énergie de la société moderne se fait de plus en plus criante. Avec l'épuisement des énergies fossiles et les questions environnementales que l'utilisation excessive de celles-ci soulève, la recherche d'une source d'énergie verte devient une priorité grandissante. Dans ce contexte, l'hydrogène pourrait se révéler une alternative intéressante. Cependant, la production actuelle d'hydrogène repose essentiellement sur des procédés chimiques, comme le vaporeformage, l'oxydation partielle d'hydrocarbures ou bien encore l'électrolyse de l'eau. Afin de développer des procédés plus écologiques, moins énergivores, l'utilisation de micro-organismes en tant que biocatalyseurs est étudiée depuis de nombreuses années. Bien qu'aucune application réalisable industriellement n'ait pu être développée jusqu'ici, les récentes avancées scientifiques et technologiques ouvrent la voie à de nouvelles approches et opportunités dans ce domaine. Actuellement, l'utilisation de la «fermentation sombre» (dark fermentation, par opposition à la photofermentation nécessitant de la lumière) pour produire de l'hydrogène n'atteint que de faibles rendements comparé aux autres méthodes fermentatives de production de biocarburants (principalement méthane et bioéthanol). Dans le cadre de la compétition iGEM (International Genetically Engineered Machine) organisée par le Massachusetts Institute of Technology , notre équipe ULB-Brussels propose la conception par ingénierie génétique d'une souche d'Escherichia coli dont la voie de production naturelle d'hydrogène a été améliorée. Pour pallier au manque de rentabilité énergétique de conversion du substrat, la souche bactérienne sera conçue pour être utilisée dans le cadre du traitement d'eaux usées, dont la fraction organique sera utilisée en tant que substrat pour la production d'hydrogène. De plus, nous projetons d'intégrer d'autres caractéristiques pertinentes au contexte du traitement des eaux, dont notamment la signalisation d'une contamination métallique ou l'élimination des composés azotés. Nous prévoyons également le développement d'un système de mort programmée pour éviter la propagation du micro-organisme hors de la station d'épuration. |
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