Today’s technology for the biocatalytic production of base chemicals is fossil-fuel based. Moving away from non-renewable and carbon-based energy feedstocks towards renewable hydrogen is a key challenge for current chemical processes. However, biocatalysis has yet to see H2 implemented as a energy source, simply because such H2-consuming reactions are sensitive to O2, whereas many enzymatic reactions driving product formation require O2 as a cosubstrate. H2-driven biocatalysis is not realized today on a large scale because of this need for both O2-sensitive and O2-dependent reactions to operate in tandem. The goal of this Marie Skłodowska-Curie Postdoctoral Fellowship project is to deliver the theoretical framework and experimental validation for novel biohybrid catalytic microdisks capable of carrying out seemingly incompatible tandem reactions by controlling the spatial separation of reaction layers (ReLay). Driven by both theory and simulation, the optimal conditions will be found to create both anaerobic and aerobic domains allowing O2-sensitive and O2-dependent reactions to take place within a single particle. This will be accomplished by, first, building a reaction-diffusion model and simulation toolbox to establish the theoretical framework of spatially separated reaction layers in these catalytic micodisks. Second, the parameter space will be explored using the model and simulations to find the best performing components and conditions. Finally, these predictions will be validated with an experimental case-study, comparing the expected output from the model with the actual reaction rates and concentrations gradients measured experimentally for an O2-dependent oxyfunctionalization driven by H2 within the catalytic microdisks. These actions will create a universal platform for H2-driven biocatalysis, which can be implemented directly in current bioreactors.

CERES aims at evaluating possible commercial applications of new protein-based down-converting red-emitting LED sources. Laboratory prototypes exhibit an extraordinary stability and efficiency as well as an easy-to-tune emission spectrum. This contrasts with the commercial low-energy emitting LED technology. CERES will focus on a validation phase including i) the optimization of the upscaling of protein production, the preparation of large-area protein-polymer color filters, and the assembly of red-emitting LED arrays and ii) the test in pre-industrial crop controlled environment agriculture growing boxes. This information will be paramount to realize a realistic market impact.

This is a project for higher education student and staff mobility between Programme Countries and Partner Countries. Please consult the website of the organisation to obtain additional details.

Die Internationalisierung der TUM ist ein entscheidendes Element der aktuellen und zukünftigen Strategie der TUM. Dementsprechend umfasst diese Strategie die unterschiedlichsten Zielgruppen an der TUM. Neben der sehr populären Studierendenmobilität im Rahmen der etablierten Austauschprogramme unterstützt die TUM auch die Internationalisierung der Verwaltung durch die Förderung der Personalmobilität sowie den Aufbau und die Pflege internationaler Netzwerke von Wissenschaftlerinnen sowie Wissenschaftler. Dem Erasmus+ Programm kommt dabei eine zentrale Rolle hinzu und dank der neuen Programmgeneration mit der Erweiterung um die „Internationale Dimension“ in 2015 konnte die TUM das Projekt erstmals außereuropäisch – mit Israel – initiieren. Die Entscheidung für Israel fußt auf folgende strategische Überlegungen: Die bisherigen Beziehungen zwischen der TUM und den israelischen Partnerinstitutionen waren geprägt von einem starken Fokus auf die Zusammenarbeit in der Forschung – zum Beispiel verzeichnete in 2015 die Datenbank Web of Science eine Anzahl von 670 gemeinsamer Publikationen. Aber für eine erfolgreiche Weiterentwicklung dieser Beziehungen ist es erforderlich, auch die Studierenden- und Mitarbeitermobilität zu fördern. Die Mobilität mit israelischen Partnern zu steigern steht daher ganz oben auf der strategischen Agenda der TUM. Einer besonderen Rolle kommt dabei der Incoming Studierendenmobilität zu – diese galt es zu steigern, da die Zahl der israelischen Austauschstudierenden an der TUM vorwiegend gering ausfiel. Dank der finanziellen Förderung war zu erwarten, dass sich mehr israelische Studierende ein Austauschsemester in Deutschland ermöglichen würden und dies war tatsächlich der Fall, wie die Zahlen im weiteren Bericht belegen werden. Auf institutioneller Ebene wurde das Ziel verfolgt, die Kooperation zwischen der TUM und den zwei israelischen Partnerinstitutionen zu verfestigen, den Mobilitätsfluss zu steigern sowie die Qualität beim Studierenden- und Mitarbeiteraustausch insgesamt zu verbessern. Langfristig sollten sich sehr gute Beziehungen zwischen den Akteuren etablieren, die den Finanzierungszeitraum überdauern und ein wichtiges Fundament für eine strategische Zusammenarbeit legen.