STTR Phase I: Using mining waste as a feedstock for the production of chemicals from CO2 with genetically engineered Acidithiobacillus ferrooxidans
STTR 第一阶段:利用采矿废料作为原料,通过基因工程氧化亚铁硫杆菌从二氧化碳中生产化学品
基本信息
- 批准号:1648889
- 负责人:
- 金额:$ 22.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-12-15 至 2018-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Small Business Technology Transfer (STTR) project is the development of technology for use of sulfide mining waste streams as a novel energy source for the production of chemicals from CO2. Sulfide mining wastes pose a serious, perpetual environmental risk, and are continuously generated as by-products of mining operations. The sulfide minerals in mining waste also are viable energy source for a diverse community of microbes that derive their energy from the oxidation of these minerals. This biological oxidation releases significant amounts of energy from the rock. The energy released from one ton of sulfide mining waste is approximately equivalent to one barrel of oil. Approximately 95% of copper ores are found in sulfide-rich ore deposits and at about 20 million metric tons annually, constitute ~15% of mining waste (representing millions of barrels of oil). From genetically engineered microbes, it is proposed to use this energy to generate chemicals from CO2. As such, sulfide waste streams represent a new high energy feedstock for the sustainable production of chemicals from CO2. This technology will improve the sustainability of mining and provide a non-agricultural, non-photosynthetic and economically attractive route to carbon-neutral chemicals. This STTR Phase I project proposes to demonstrate the development of genetically modified A. ferrooxidans for the utilization of mining process waste streams as a feedstock for biotechnology applications. Readily available sulfur-rich waste streams produced during the traditional smelting processing of copper contain about 40% per metric ton of the energy of glucose, and about 20 million metric tons are produced annually in the U.S. These energy intensive waste streams are currently landfilled, and their environmental oxidation can lead to acid mine drainage. To leverage this opportunity, the ability to rationally engineer this species to produce isobutyric acid from atmospheric CO2 has been developed. The specific aims of this proposal are: 1) develop model reactor systems to characterize performance and operations using actual mine tailing feedstocks; 2) improve biological productivity through further metabolic engineering of A. ferrooxidans; and 3) develop a sophisticated techno-economic analysis of the novel bioprocess. In addition, a commitment from a mining company for access to a tailing feedstock supply and a site to construct and operate a pilot-scale plant will be secured. Accomplishing these goals will prepare for a future follow-on Phase II proposal to scale-up our technology, further characterize performance on actual process streams, and demonstrate large-scale process feasibility.
这项小型企业技术转让项目的更广泛影响/商业潜力是开发利用硫化物采矿废物流作为从二氧化碳中生产化学品的新能源的技术。硫化物采矿废物作为采矿作业的副产品不断产生,具有严重的、永久性的环境风险。采矿废物中的硫化物矿物也是多种微生物群落的可行能源,这些微生物从这些矿物的氧化中获得能量。这种生物氧化从岩石中释放出大量的能量。一吨硫化物采矿废料释放的能量大约相当于一桶石油。大约95%的铜矿石是在富含硫化物的矿床中发现的,每年约有2000万公吨,占采矿废物的15%(相当于数百万桶石油)。从基因工程微生物中,有人建议利用这种能量从二氧化碳中产生化学物质。因此,硫化物废物流代表了从二氧化碳中可持续生产化学品的一种新的高能量原料。这项技术将提高采矿的可持续性,并提供一种非农业、非光合作用和经济上具有吸引力的碳中性化学品途径。这个STTR第一阶段项目提议展示转基因氧化亚铁的发展,以利用采矿过程废物流作为生物技术应用的原料。在传统的铜冶炼过程中产生的易获得的富硫废液每公吨含有约40%的葡萄糖能量,美国每年产生约2000万吨。这些能源密集型废液目前被填埋,它们的环境氧化可能导致酸性矿山排水。为了利用这一机会,合理地设计这种物种从大气中的二氧化碳中生产异丁酸的能力已经被开发出来。本提案的具体目标是:1)开发模型反应堆系统,以表征使用实际矿山尾矿原料的性能和操作;2)通过进一步的代谢工程提高氧化亚铁杆菌的生物生产力;3)对这种新型生物过程进行复杂的技术经济分析。此外,还将获得一家采矿公司的承诺,使其能够使用尾矿原料供应和一个地点来建造和经营一个试验规模的工厂。完成这些目标将为未来的后续第二阶段提案做好准备,以扩大我们的技术,进一步表征实际工艺流的性能,并证明大规模工艺的可行性。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Timothy Kernan其他文献
Timothy Kernan的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Timothy Kernan', 18)}}的其他基金
STTR Phase I: Engineering Alternative Oxidation Activity in A. ferrooxidans For Enhanced Biohydrometallurgy Capabilities
STTR 第一阶段:设计氧化亚铁菌中的替代氧化活性以增强生物湿法冶金能力
- 批准号:
1746744 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 22.5万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
Baryogenesis, Dark Matter and Nanohertz Gravitational Waves from a Dark
Supercooled Phase Transition
- 批准号:24ZR1429700
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
ATLAS实验探测器Phase 2升级
- 批准号:11961141014
- 批准年份:2019
- 资助金额:3350 万元
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
地幔含水相Phase E的温度压力稳定区域与晶体结构研究
- 批准号:41802035
- 批准年份:2018
- 资助金额:12.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于数字增强干涉的Phase-OTDR高灵敏度定量测量技术研究
- 批准号:61675216
- 批准年份:2016
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
基于Phase-type分布的多状态系统可靠性模型研究
- 批准号:71501183
- 批准年份:2015
- 资助金额:17.4 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
纳米(I-Phase+α-Mg)准共晶的临界半固态形成条件及生长机制
- 批准号:51201142
- 批准年份:2012
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
连续Phase-Type分布数据拟合方法及其应用研究
- 批准号:11101428
- 批准年份:2011
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
D-Phase准晶体的电子行为各向异性的研究
- 批准号:19374069
- 批准年份:1993
- 资助金额:6.4 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
STTR Phase I: Using Audio Analytics and Sensing to Enhance Broiler Chicken Welfare and Performance by Continuously Monitoring Bird Vocalizations
STTR 第一阶段:使用音频分析和传感,通过持续监测鸡的发声来提高肉鸡的福利和性能
- 批准号:
2335590 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 22.5万 - 项目类别:
Standard Grant
STTR Phase II: Body fluid identification for forensic purposes using Raman spectroscopy
STTR 第二阶段:使用拉曼光谱法进行体液鉴定
- 批准号:
2304318 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 22.5万 - 项目类别:
Cooperative Agreement
STTR Phase I: Metal Fueled Hall Effect Thruster Using A Radioisotope Heater
STTR 第一阶段:使用放射性同位素加热器的金属燃料霍尔效应推进器
- 批准号:
2222474 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 22.5万 - 项目类别:
Standard Grant
STTR Phase I: Virtual Interfaces using Multi-Protocol, Augmented-Reality Activation-Based Control Transfer
STTR 第一阶段:使用多协议、基于增强现实激活的控制传输的虚拟接口
- 批准号:
2151524 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 22.5万 - 项目类别:
Standard Grant
STTR Phase I: Enhancing wind-energy industry competitiveness using self-powered blade monitoring sensors
STTR 第一阶段:利用自供电叶片监测传感器增强风能行业竞争力
- 批准号:
2131373 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 22.5万 - 项目类别:
Standard Grant
STTR Phase I: Feasibility Study of a Reduced Order Model for Calculating Fractional Flow Reserve (FFR) Using Angiographic Data
STTR 第一阶段:使用血管造影数据计算血流储备分数 (FFR) 的降阶模型的可行性研究
- 批准号:
2151555 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 22.5万 - 项目类别:
Standard Grant
STTR Phase I: Manufacturing of Enhanced Composites via Interlaminar Incorporation of CNT/Epoxy Nanoscaffolds using Genetic Algorithm Assisted Machine Learning and Neural Networks
STTR 第一阶段:使用遗传算法辅助机器学习和神经网络,通过 CNT/环氧树脂纳米支架的层间结合制造增强复合材料
- 批准号:
2036490 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 22.5万 - 项目类别:
Standard Grant
STTR Phase I: Advancing Health Equity using Interactive Condition Assessment and Monitoring
STTR 第一阶段:利用交互式状况评估和监测促进健康公平
- 批准号:
2041991 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 22.5万 - 项目类别:
Standard Grant
STTR Phase I: Safe Disinfection and Oxygen-Level Enrichment in Recirculating Aquaculture Systems (RAS) Using Singlet Oxygen
STTR 第一阶段:使用单线态氧在循环水产养殖系统 (RAS) 中进行安全消毒和富氧
- 批准号:
2112257 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 22.5万 - 项目类别:
Standard Grant
STTR Phase I: Room Temperature Implementation of Quantum Algorithms using Spintronics Technology
STTR 第一阶段:使用自旋电子技术在室温下实现量子算法
- 批准号:
2035962 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 22.5万 - 项目类别:
Standard Grant