Projektbeschreibung
Computergestützte Modelle finden eine Möglichkeit, Wasserstoff und Sauerstoff auf Abstand zu halten
Den zunehmenden Energiebedarf der Welt nachhaltig zu decken ist eine unserer größten Herausforderungen. Die industrielle Wasserstofferzeugung durch die Aufspaltung photokatalytischen Wassers in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff bietet eine vielversprechende Technologie mit kaum Treibhausgasemissionen. Doch es bestehen Herausforderungen sowie Kosten- und Sicherheitsbedenken hinsichtlich der Trennung von Wasserstoffgas und Sauerstoffgas. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt Sol2H2 entwickelt computergestützte Modelle, um mögliche Lösungen zu erforschen. Dafür fokussiert es sich auf Nanokomposit-Katalysatormaterialien, die auf zweidimensionalen graphenartigen Materialien mit selektiver Protonendurchlässigkeit basieren, um die unerwünschten Nebenreaktionen zu verhindern.
Ziel
Hydrogen energy is treated as a promising renewable green energy source for the worldwide growing energy demands. To produce this sustainable energy, photocatalytic water splitting has attracted wide attentions. However, it suffers from a bottleneck problem originated from the readily mixture of hydrogen and oxygen species, which poses safety issue and undermines yield of hydrogen and oxygen molecules, thus hindering its large-scale practical applications. To tackle this challenge, we plan to design nanocomposite structures based on low-dimensional graphene-like materials for photocatalytic hydrogen production and separation via the theoretical simulations. The unique structural feature endows low-dimensional nanomaterials with excellent physical and chemical properties for catalytic reaction. Importantly, thanks to the selective permeability of protons, the atomically thin graphene-like materials can be used as a sieve to isolate the hydrogen molecules generated by protons reduction from the oxygen species, preventing the serious reverse reaction. Through our project, we aim to establish a rational design principle for the optimal catalysts screening and achieve the atomic-level structural design and manipulation of low-dimensional based materials with excellent performance. In addition, as the proton penetration is the central part to bridge the proton generation process and hydrogen production, we also want to identify the mechanism of proton tunneling and improve the proton penetration rate for the further applications. This Sol2H2 project provides an efficient and imperative approach for both fundamental research and practical application in hydrogen energy.
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenKatalysePhotokatalyse
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