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Single-Site Electrocatalytic Flow Reactor for C-C Coupling

Projektbeschreibung

Einzelatome als Katalysatoren sind der Schlüssel zu nachhaltigen Reaktionen

Die Elektrifizierung der chemischen Industrie bietet Möglichkeiten zugunsten einer Verringerung des ökologischen Fußabdrucks in diesem Sektor. Auf diese Weise können stöchiometrische Mengen giftiger chemischer Oxidations-/Reduktionsmittel vermieden werden, so dass die chemische Produktion direkt durch Solar- und Windparks anstelle von Wärmekraftwerken betrieben werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, sind neuartige, effiziente und selektive Elektrokatalysatoren von großer Bedeutung. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt SSEFR wird neuartige Einzelatom-Elektrokatalysatoren entwickeln, die reichlich auf der Erde vorkommende Komponenten für Kohlenstoff-Kohlenstoff-Kupplungsreaktionen unter gleichmäßigen Strömungsbedingungen enthalten. So wird die Entwicklung von Katalysatoren mit nachhaltiger Elektrosynthese zusammengeführt und der Weg für eine umweltfreundlichere Herstellung von Chemikalien und Arzneimitteln geebnet.

Ziel

One of the greatest challenges of our generation is to implement sustainable and ‘energy smart’ chemical manufacturing processes. This can be accomplished via the electrification of the chemical industry, where electrons serve as a clean redox reagent to drive processes under mild conditions. This would avoid stoichiometric amounts of reagent waste from toxic chemical oxidants/reductants, and help resolve intermittency issues associated with renewables, as excess supply could be directed and stored into a stable chemical bond. However, to reach this goal, efficient and selective electrocatalysts are required. ‘Single-site catalysts’ today represent a new frontier, devised as a means to circumvent the issues regarding the non-uniformity and multi-faceted nature of conventional heterogeneous catalysts, which often experience poor selectivity towards the targeted reaction. Merging the benefits of electro- and single-site catalysis into a complete heterogeneous system is thus a highly innovative and sustainable approach towards modernising synthetic processes. In this MSCA action, I will therefore design novel, single-site, heterogeneous electrocatalysts, comprised of earth-abundant components, for conducting valorised and energy-storing C-C coupling reactions under continuous-flow conditions. In particular, my first objective will be to acquire fundamental insight into the design, development and understanding of precious-metal-free single-site electrocatalytic systems for the purposes of conducting such organic transformations. This project will then go a step further, to rationally engineer and manufacture catalytic flow reactors, in order to intensify the targeted process via the numerous benefits that flow chemistry offers in place of conventional batch electrochemical cells.

Koordinator

POLITECNICO DI MILANO
Netto-EU-Beitrag
€ 171 473,28
Adresse
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italien

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Region
Nord-Ovest Lombardia Milano
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 171 473,28