Description du projet
Des modèles informatiques permettent à l’hydrogène et à l’oxygène de garder leurs distances
L’un de nos plus grands défis consiste à répondre durablement à la demande croissante d’énergie dans le monde. La production d’hydrogène à grande échelle par craquage de l’eau par photocatalyse, qui permet de séparer ses éléments constitutifs, l’hydrogène et l’oxygène, est une technologie prometteuse qui n’émet que peu ou pas de gaz à effet de serre. La séparation de l’hydrogène et de l’oxygène gazeux reste toutefois une tâche délicate, qui présente également des problèmes en termes de coûts et de sécurité. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet Sol2H2 développe des modèles de calcul pour étudier une solution potentielle. Dans cette optique, il se concentre sur les matériaux catalytiques nanocomposites basés sur des matériaux bidimensionnels de type graphène offrant une perméabilité sélective aux protons, afin d’éviter que ne se produise la réaction inverse indésirable.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2020
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
01328 Dresden
Allemagne