Projektbeschreibung
Sonnenenergie in neuem Licht
Durch die Erzeugung von Solarenergie können die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert und somit, indem die Treibhausgasemissionen reduziert werden, die globale Erwärmung eingedämmt werden. Das EU-finanzierte Projekt CONDOR geht diese Herausforderungen an. Dazu soll ein modulares Gerät für die Herstellung von Kraftstoffen entwickelt werden, für die Wasser und CO2 als Ausgangsstoffe und Sonnenlicht als einzige Energiequelle dienen. Dank des vorgeschlagenen modularen Ansatzes werden je nach Zielprodukt unterschiedliche Konfigurationen möglich sein. Der Oxidationsprozess ist nicht auf die Erzeugung von Sauerstoff beschränkt, sondern umfasst darüber hinaus auch Chlor und kleine organische Moleküle wie 2,5-Furandicarbonsäure. Die verwendeten Materialien sollen aus auf der Erde ausreichend verfügbaren chemischen Elementen mithilfe von Niedrigenergie-/Niedrigtemperaturverfahren gewonnen werden.
Ziel
Conversion of sunlight into fuels and mitigation of anthropogenic climate change are big scientific challenges. CONDOR addresses both of them by developing highly efficient solar-driven conversion of CO2 into fuels and added-value chemicals. We propose a photosynthetic device made of two compartments (a) a photoelectrochemical cell that splits water and CO2 and generates oxygen and syngas, a mixture of H2 and CO; (b) a (photo)reactor that converts syngas into methanol and dimethylether (DME), via bi-functional heterogeneous catalysts. The proposed modular approach enables different configurations depending on the target product. The oxidation process is not limited to O2 production, but entails chlorine and small organic molecules, such as 2,5-furandicarboxylic acid, derived from the oxidation of low-cost and easily available precursors like salt water or alcohol derived biomass, respectively. Employed materials will be obtained through low energy/low temperature routes, mainly based on wet chemical procedures, such as sol-gel chemistry, mild hydrothermal processes, electrochemical processes at ambient temperature. Raw materials/precursors will not be limited by availability on a global scale, making use of organic species, silicon, earth abundant metal oxides, first row transition metals. The final target is a full photosynthetic device with 8% solar-to-syngas and 6% solar-to-DME efficiencies with three-months continuous outdoor operation. This represents a large progress with respect to the state of the art and requires an international collaboration and a multidisciplinary approach, which integrates expertise in nanomaterials preparation and characterisation by operando microscopy and spectroscopy, homogeneous and heterogeneous catalysis, photochemistry/photoelectrochemistry, PEC engineering and assessment of the environmental and socio-economic impact of the proposed technology, including life cycle assessment.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energy
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryinorganic compounds
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectrolysis
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryalcohols
- engineering and technologynanotechnologynano-materials
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-LC-SC3-2020-RES-RIA
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
40126 Bologna
Italien