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Solar Fuel Generation through Photoelectrochemical Reduction of CO2 Using Copper Porphyrins in Molecularly Designed Reaction Environments

Projektbeschreibung

Den Kohlenstoffkreislauf durch ein rationales Design von CO2-Brennstoff-Konvertern schließen

Da die Verbrennung von Methan und Kohlenwasserstoff CO2-Emissionen verursacht, schließt sich durch die Abscheidung dieser Emissionen zur Brennstoffherstellung ein Kreis, wodurch wir dem Ziel der CO2-Neutralität näher kommen. Das Recycling von CO2 und H2O in Methan erforderte bislang sehr hohe Temperaturen und gute Reaktionsbedingungen. In jüngster Zeit hat die solarbetriebene CO2-Umwandlung in Brennstoff unter Verwendung von solarbetriebenen Dünnschicht-Halbleiterbauelementen jedoch zunehmend Aufmerksamkeit erlangt. Molekulare haben gegenüber anorganischen Photokatalysatoren entscheidende Vorteile, allerdings sind noch zu wenige Erkenntnisse über die Mechanismen der Ladungsübertragung gewonnen worden. Das EU-finanzierte Projekt SolTIME wird ein innovatives photokatalytisches System entwickeln, mit dem die Wissenschaft Mechanismen untersuchen kann, die zu einem rationalen Design und neuen Möglichkeiten beitragen.

Ziel

Solar fuels can be synthesized by integrating electrocatalysts with semiconductors, using sunlight to drive endergonic chemical reactions. Employing molecular electrocatalysts allows the tunability, selectivity, and three-dimensional architectures associated with molecular components to be combined with the solar energy capture and conversion properties of solid-state semiconducting materials. However, there is a lack of understanding of how photo-generated carriers are transported through these systems, disfavouring the rational design of efficient photoelectrocatalytic constructs. This proposal aims to interface copper porphyrins with built-in hydroxyl groups, known catalysts for CO2 reduction, to carbon nitride for photo-promoted generation of highly reduced products from CO2, including methane and ethanol. Catalytic activity and selectivity will be studied by using multi-dimensional approaches for porphyrin immobilization, drawing inspiration from the extended coordination spheres crucial in biological tuning of enzymatic activity. This will be achieved through synthesis of three distinct reaction environments at carbon nitride consisting of: a porphyrin monolayer, a polymer film coordinating the porphyrin, and a 2-D highly ordered covalent-organic framework (COF) composed of the porphyrin. It is expected that these specialised environments will give rise to distinct kinetic responses and product distribution. Existing electrochemical models will be extended to this photoelectrochemical data to investigate the interplay of light flux, substrate and electron diffusion, and catalytic rates, leading to the extrapolation of fundamental principles governing interfacial photo-induced charge transfer at catalytic thin films. Through this project, leadership training, language acquisition, and communication skills will be emphasized, furthering the experienced researcher’s career goals and preparing her for an independent career in solar fuels.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2020

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

FUNDACIO INSTITUT CATALA D'INVESTIGACIO QUIMICA
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 172 932,48
Adresse
AVENIDA PAISSOS CATALANS 16
43007 TARRAGONA
Spanien

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Region
Este Cataluña Tarragona
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 172 932,48
Mein Booklet 0 0