Opis projektu
Hybrydyzacja światła i materii z myślą o nowej katalizie wykorzystującej energię słoneczną
W ciągu kilku ostatnich dziesięcioleci doświadczenia z atomami lub cząsteczkami sprzężonymi ze światłem we wnękach optycznych utorowały drogę ku nowym reżimom interakcji światła i materii. W granicy silnego sprzężenia, charakteryzującego się odwracalną wymianą energii pomiędzy światłem i materią, istnieje możliwość formowania się nowych stanów hybrydowych o nieznanych właściwościach materiałowych. Zespół finansowanego ze środków UE projektu REPLY chce wykorzystać starannie zaprojektowane architektury nanofotonowe do kontrolowania procesów hybrydyzacji po to, by stworzyć nowy krajobraz energetyczny w fotokatalizatorach półprzewodnikowych. To umożliwi badaczom sprawowanie ścisłej kontroli nad fotoreakcjami zachodzącymi w procesie konwersji energii słonecznej w wodór na drodze rozszczepienia wody i wpłynie na wywoływane przez światło słoneczne przemiany chemiczne, istotnie podnosząc ich wydajność.
Cel
Life on Earth relies to a large extent on light-matter interactions. Photosynthesis is indeed a brilliant example of chemistry driven by light, which, as almost any naturally occurring interaction is optimized for the preservation of life. With the study of photocatalysis mankind targets to copy such natural processes, adapting them to the production of energy. In this context, REPLY represents an effective solution to impart control and acceleration on photoreactions for solar-to-fuel conversion via water splitting. To improve device efficiencies and to create new paradigms in semiconductor-based photocatalytic technology, here we propose to strengthen the coupling between light and photocatalysts, by exploiting the outstanding capabilities of plasmonic architectures in manipulating the electromagnetic radiation at the nanoscale. Precisely, a new energy landscape inside the semiconductor photocatalyst can be created via light/matter hybridization in the strong-coupling regime. This will ensure the effective control of the junction barrier height at the semiconductor/co-catalyst interface and a paradigmatic redefinition of the energetics and charge-transfer characteristics at solid/liquid heterojunctions. The proposed approach is readily converted to cost-effective semiconductor/co-catalyst ensembles in order to achieve photocatalytic activities comparable or even superior to the ones of “golden benchmarking systems”, typically based on toxic and/or unaffordable noble metals. The project identifies three objectives to reach the final goal of fabricating photo(electro)catalytic devices based on strong coupling regime: I) the realization of a new class of adaptive heterojunctions via light-matter hybridization; II) the understanding of the photophysical mechanisms that regulate the system architecture; III) the fabrication and characterization of a novel efficient photo(electro)catalyst prototype for solar-to-hydrogen conversion.
Dziedzina nauki
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- natural scienceschemical sciencescatalysisphotocatalysis
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energyhydrogen energy
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsenergy conversion
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
16163 Genova
Włochy