Descrizione del progetto
Svelare il meccanismo di autossidazione degli idrocarburi volatili di natura antropogenica
I composti organici prodotti dalla combustione e da altre attività antropogeniche sono dannosi per l’atmosfera. Le reazioni di ossidazione in fase gassosa, mediate da radicali perossidi (RO2), aprono la strada all’eliminazione di questi agenti inquinanti organici. L’ossidazione conduce inoltre alla formazione di particolato e aerosol, con ripercussioni sull’atmosfera. Recentemente, è stato scoperto che gli RO2 funzionalizzati sono soggetti a processi di autossidazione, consentendo la formazione rapida di aerosol ambiente. Questo precedente lavoro ha identificato il modo in cui gli idrocarburi biogenici si auto-ossidano, eppure i meccanismi che consentono l’autossidazione degli idrocarburi volatili di natura antropogenica rimangono ignoti. Il progetto ADAPT, finanziato dall’UE, combinerà innovativi metodi di rilevamento di spettrometria di massa, rafforzati da calcoli teorici, per decifrare il meccanismo dell’autossidazione degli idrocarburi volatili di natura antropogenica. Le scoperte contribuiranno alla gestione della qualità dell’aria e alla progettazione di carburanti e motori più puliti.
Obiettivo
Previous efforts to raise living standards have been based on relentlessly increasing combustion, causing environmental destruction at all scales. In addition to climate-warming CO2, fossil fuel combustion also produces a large number of organic compounds and particulate matter, which deteriorate air quality.
The atmosphere is cleansed from such pollutants by gas-phase oxidation reactions, which are invariably mediated by peroxy radicals (RO2). Oxidation transforms initially volatile and water-insoluble hydrocarbons into water-soluble forms (ultimately CO2), enabling scavenging by liquid droplets. A minor but crucially important alternative oxidation pathway leads to oxidative molecular growth, and formation of atmospheric aerosols. Aerosols impart a huge influence on the atmosphere, from local air quality issues to global climate forcing, yet their formation mechanisms and structures of organic aerosol precursors remains elusive.
In a paradigm change, RO2 was recently found to undergo autoxidation, enabling rapid aerosol precursor formation even at sub-second time-scales – in stark contrast to the long processing times (days - weeks) previously assumed to be necessary. We have shown how abundant biogenic hydrocarbons (BVOC) autoxidize, but due to key structural differences, the same pathways are not available for anthropogenic hydrocarbons (AVOC), and thus they were not expected to autoxidize. My preliminary experiments reveal that AVOCs do autoxidize, but the mechanism enabling this remain unknown. Crucially, the co-reactants shown to inhibit BVOC seem to enforce AVOC autoxidation – potentially explaining the recent mysterious discovery of new-particle formation in polluted megacities. In ADAPT, I will use a combination of novel mass spectrometric detection methods fortified by theoretical calculations, to solve the mechanism of AVOC autoxidation. This will directly assist both air quality management, and the design of cleaner fuels and engines.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
33100 Tampere
Finlandia