Projektbeschreibung
Den Ionentransport an Grenzflächen mit mikroskopischer Präzision steuern
Das Verhalten von Ionen an Grenzflächen zu verstehen und zu steuern, ist für viele Energietechnologien von grundlegender Bedeutung. Anders als bei Elektronen gibt es kein vielseitiges Verfahren, das die freie Energie eines bestimmten Ions direkt und isoliert steuern kann. Bipolare Membranen sind ein hervorragender Prüfstand für die Untersuchung des Verhaltens von Ionen an Grenzflächen. Sie isolieren die Wasserdissoziation räumlich an einer Verbindungsstelle zwischen zwei elektrisch isolierenden, jedoch ionisch leitenden Polymeren. Heute übliche makroskopische bipolare Membranen lassen jedoch keine 3D-Auflösung der Ereignisse im Ionenbereich zu. Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts ORION werden die ionenselektiven Kontakte der bipolaren Membran maßstäblich verkleinert, um ein neuartiges Verfahren, die „Ionomerpipettenmikroskopie“, zu entwickeln, mit der die freie Energie bestimmter Ionen mit mikroskopischer Präzision gesteuert werden kann.
Ziel
Electrochemistry provides direct control over the electron free energy and thus a path to electrically probe and drive chemical reactions. In strong contrast, no versatile technique exists that controls the free energy of a specific ion directly and in isolation. This has led to poor understanding of interfacial ionics. Take for example water dissociation , which is of key relevance for many energy technologies, such as for producing green H2 in alkaline conditions or bipolar membranes (BPMs) that generate acid and base using (renewable) electricity in electrodialysis. BPMs are unique, because they isolate water dissociation spatially at a junction between two electrically-isolating, but ionically-conducting polymers. However, macroscopic BPMs do not provide x-y-z resolution. These geometric constraints limit our scientific understanding about the fundamental underpinnings of WD. It is not still clearly understood what causes the kinetic barriers of WD at heterogeneous interfaces, let alone the influence of the catalyst’s surface structures or local electrostatics.
In Orion, I want to scale down the ion-selective contacts of the BPM and develop “ionomer pipette microscopy”. By forming and controlling a microscopic BPM junction, we will resolve and study WD activity as a function of crystal facets, metal oxide clusters and bias-dependent surface speciation. In general, water dissociation serves us as ionic test reaction to study the impact and link between local electrostatics and local acid-base chemistry, which is fundamentally important for interfacial ionics in general. More broadly, developing a table-top setup to control the free energy of specific ions with microscopic precision could have tremendous impact across the disciplines. Example include interfacial ion transport in solid-state electrochemical systems, (de)hydrogenation in organic chemistry and enzyme function, proton gradients and action potentials in biochemistry.
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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- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Elektrochemie
- Technik und Technologie Chemieingenieurwesen Trenntechnik Entsalzung Elektrodialyse
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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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.
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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.
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.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-STG
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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.
80539 MUNCHEN
Deutschland
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.