La réaction du gaz à l'eau : Bio-fonctionnalisation de nanotubes de carbone par une monoxyde de carbone deshydrogénase et une hydrogénase à NiFe

par Umberto Contaldo

Projet de thèse en Chimie inorganique et Bio inorganique

Sous la direction de Christine Cavazza et de Alan Le goff.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (laboratoire) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    La gazéification de la biomasse conduit à la production de gaz de synthèse (ou syngaz) principalement composé de CO, CO2 et H2. Lesyngaz est considéré comme un substrat peu coûteux et polyvalent pour la production d'une variété de carburants renouvelables et de produits de commodité, gràce à une étape d'enrichissement en H2 afin d'accroître le ratio H2/CO. La réaction du gaz à l'eau, ou WGSR (H2O + CO -> H2 + CO2) est l'une des réactions les plus utilisées pour moduler ce ratio. Dans la perspective d'une économie verte, la gazéification de la biomasse nécessite le développement de la WGSR biologique. Dans les systèmes biologiques, le CODH et la [NiFe] -hydrogénase sont les deux enzymes clés de la WGSR. Notre objectif est d'optimiser la production à grande échelle de CODH chez la bactérie Escherichia coli. La CODH et la [NiFe] -hydrogénase seront toutes deux immobilisées sur des nanotubes de carbone bio-fonctionnalisés. Ces nanomatériaux seront finalement intégrés dans une cellule d'essai fluidique afin de moduler le flux H2 / CO, la température et la pression et d'étudier l'efficacité enzymatique de la WGSR.

  • Titre traduit

    Biological water-gas shift reaction: Bio-functionalization of carbon nanotubes with carbon monoxide dehydrogenase (CODH) and [NiFe]-hydrogenase


  • Résumé

    The gasification of biomass results in the production of syngas mainly composed of CO, CO2 and H2. Syngas is considered as an inexpensive and versatile substrate for the production of a variety of renewable fuels and chemicals with different H2/CO ratios. The Water-Gas Shift reaction (WGSR) is one of the most important reactions used to modulate H2/CO ratios. In the perspective of a green economy, biomass gasification requires the development of biological WGSR. In biological systems, CODH and [NiFe]-hydrogenase are key components of WGSR. Our goal is to optimize the large-scale production of fully active CODH in the easy-to-grow bacterium, Escherichia coli. Both CODH and [NiFe]-hydrogenase will be immobilized on bio-functionalized CNTs. These nanomaterials will finally be integrated in a fluidic test cell in order to modulate H2/CO flux, temperature and pressure and study enzymatic WGSR efficiency.