Roadmap for scaling up thermophilic CO2 bioreduction to acetate : shedding light on using surplus renewable energy and industrial off gases

Abstract

Carbon dioxide (CO2) is largely emitted in the ignition of fossil fuels for transport, electricity generation or other industrial processes. CO2 is an inorganic compound that exists naturally on Earth, but its concentration has increased exponentially since the industrial revolution, causing the acceleration of global warming. Bioelectrochemical systems (BES) and more specifically, the microbial electrosynthesis (MES) platform is one of the several technologies that have been proposed to capture and convert it. What gives added value to MES is the use of microorganisms to catalyse the reduction of CO2 to target compounds, without the need for expensive and scarce materials. However, additional research is still needed for its commercialisation. In this sense, this PhD thesis addresses the challenges of scaling up thermophilic microbial electrosynthesis of acetate (HA) from CO2, using a mixed microbial culture, renewable energy and industrial gas emissions

El diòxid de carboni (CO₂) s'emet en la seva major part en la ignició de combustibles fòssils per al transport, la generació d'electricitat o altres processos industrials. El CO₂ és un compost inorgànic que es dona de manera natural en la Terra, però la seva concentració ha augmentat exponencialment des de la revolució industrial, provocant l'acceleració de l'escalfament global. Els sistemes bioelectroquímics (BES) i, més concretament, la plataforma d’electrosíntesis microbiana (MES) és una de les diverses tecnologies que s'han proposat per a la seva captura i conversió. El que dona valor afegit a la MES és l'ús de microorganismes per a catalitzar la reducció del CO₂ a compostos útils, sense necessitat de materials cars ni escassos. No obstant això, encara és necessari investigar més per a la seva comercialització. En aquest sentit, aquesta tesi doctoral aborda els reptes de l'escalatge de l’electrosíntesis microbiana d'acetat (HA) a partir de CO₂ en condicions termòfiles, utilitzant un cultiu microbià mixt, energies renovables i emissions de gasos industrials