Opis projektu
Miedź jako bardziej opłacalny elektrokatalizator w rozwiązaniach energetycznych
Globalna zmiana klimatu i związane z nią wysokie zapotrzebowanie na energię należą do największych wyzwań trwającej właśnie epoki antropocenu. Odpowiedzią na nie jest obecne zainteresowanie produkcją paliw alternatywnych i innych wartościowych substancji chemicznych pochodzących głównie z CO2 (strategia pozyskiwania wartości ze śmieci, ang. waste-to-wealth). Obiecującym rozwiązaniem w tym obszarze są technologie elektrochemiczne. Miedź stanowi najlepszy elektrokatalizator wzorcowy do przekształcania CO2 w surowiec chemiczny. Miedź nie jest jednak szczególnie selektywna i charakteryzuje się niestabilnością w perspektywie długoterminowej. Głównym zadaniem finansowanego przez UE projektu CO2-CAT-ALOG jest określenie wpływu, jaki na aktywność, selektywność i stabilność ma synteza nanokryształów miedzi z dokładnością na poziomie atomowym o zmodyfikowanych domieszkach, kształtach i rozmiarach powierzchni i podpowierzchni. Połączenie syntezy, zaawansowanej charakterystyki elektrochemicznej, teorii funkcjonału gęstości i modelowania mikrokinetycznego pozwoli poszerzyć wiedzę o stabilności mechanizmu aktywności i selektywności.
Cel
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.
Dziedzina nauki
- natural scienceschemical sciencescatalysiselectrocatalysis
- engineering and technologynanotechnologynano-materialstwo-dimensional nanostructures
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuels
- natural sciencesearth and related environmental sciencesatmospheric sciencesclimatologyclimatic changes
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-WF-02-2019
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
1000 Ljubljana
Słowenia