Description du projet
Le cuivre, un électrocatalyseur plus viable pour les technologies énergétiques
Dans l’ère actuelle de l’Anthropocène, les principaux défis à relever sont le changement climatique mondial et la forte demande énergétique. Pour y faire face, la tendance actuelle porte sur la production de carburants alternatifs ainsi que d’autres produits chimiques à valeur ajoutée, principalement à partir du CO2 (stratégie de transformation des déchets en richesse). Les technologies électrochimiques offrent une solution prometteuse. Le cuivre est l’électrocatalyseur de référence pour convertir le CO2 en matière première chimique. Cependant, le cuivre n’est pas particulièrement sélectif et présente une instabilité à long terme. Les questions clés à traiter par le projet CO2-CAT-ALOG, financé par l’UE, sont l’effet de la synthèse de nanocristaux de cuivre d’une précision atomique en cas de modification de la surface et de la sous-surface par des dopants, ainsi que l’effet de la forme et de la taille sur l’activité, la sélectivité et la stabilité. En combinant la synthèse, la caractérisation électrochimique avancée, la théorie fonctionnelle de la densité (TFD) et la modélisation microcinétique, le projet apportera un éclairage nouveau sur le mécanisme d’activité, de sélectivité et de stabilité.
Objectif
In the age of Anthropocene, major challenges faced by mankind today are the global climate change and the associated huge energy crisis due to ever increased population demand. So, the contemporary interests are towards energy storage and conversion reactions and in generating the alternative fuels (from CO2, waste to wealth strategy). Copper is the known best electrocatalyst for the reduction of CO2 (green-house gas). However, Cu is not particularly selective-stable electrocatalyst and is vary prone to deactivation; selectivity and stability are two important strictures directly associated with the geometric and electronic structure of the catalyst and hence on the CO2 conversion efficacy. Herein, we propose few strategies with CO2-CAT-ALOG such as doping with IIIA group elements, to effectively have active-selective-stable electrocatalyst to reduce CO2 to >C1 desired products and explain the mechanism of actions by carrying out experiments and theory in tandem. Appropriately, this proposal aims at the (i) synthesis of atomically precise, zero-dimensional (0D) modified Cu nanoparticles (mCNPs) supported over 2D materials, (ii) exploring the parameters governing the CO2 activation and stability of the reaction intermediates with the aid of DFT calculations (modelling and simulation at nano-scale) and micro-kinetic modelling (iii) detailed study on selectivity and stability of modified surface and sub-surface of CNPs with IIIA-group with the aid of high-end multi-analytical methodologies. This CO2-CAT-ALOG approach will not only bridge the gap between theory and experiments at the nano-scale level to a possible extent, but also facilitates intra-European knowledge transfer along with direct societal impacts. In addition, proposed work will not only provide solid guidelines to smart-design and screen the robust active-selective-stable electrocatalysts but also addresses issues to overcome impediments in the field of electrocatalysis of CO2 in near future.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
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Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-WF-2018-2020
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H2020-WF-02-2019
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
1000 Ljubljana
Slovénie