Projektbeschreibung
Molekulardynamische Ab-Initio-Simulationen füllen Wissenslücken bei Zeolithkatalyse
Zeolithe gehören zu den wichtigsten Katalysatoren in der C1-Chemie, einschließlich der Umwandlung von CO2, Methanol und weiteren Kohlenstoffverbindungen in Chemikalien mit hohem Mehrwert. Sie werden eine wichtige Rolle bei der Energiewende übernehmen. Durch Zeolithe katalysierte Methanolumwandlungen sind von besonderer Bedeutung, doch die Reaktionsmechanismen sind noch nicht ausreichend erforscht. Sie wurden in der Landschaft der freien Energie nicht berücksichtigt, wodurch eine Diskrepanz zwischen Experimenten und Berechnungen entsteht. Das Ziel des innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts INTDKIN besteht darin, die vollständige Kinetik der Methanolumwandlung bei Zeolithen mithilfe molekulardynamischer Ab-Initio-Simulationen zu untersuchen, die mit verschiedenen erweiterten Sampling-Verfahren beschleunigt werden.
Ziel
C1 Chemistry plays a crucial role in providing energy and chemical supplies while meeting environmental requirements, such as carbon neutrality to mitigate global warming and the gradual shift in the supply chain from crude oil to biomass, and other alternative carbon sources. Zeolites, as one kind of important heterogeneous catalysts, create a perfect environment to selectively and effectively convert C1 molecules to chemicals with high economic value, as for instance the transformation of methanol to olefins (MTO) or the methanol carbonylation process. However, the understanding of the reaction mechanisms of these methanol conversions in zeolites is lacking. Up till now the diffusion process of reactants, intermediates, and products in the confined spaces of zeolites has not been considered in the free energy landscape of the catalytic cycle, which leads to a discrepancy between experiments and calculations. Therefore, the proposed integrated diffusion/reaction kinetics model is an essential keystone to understand the high selectivity of zeolites in C1 chemistry. In this project, ab initio molecular dynamic (AIMD) simulations accelerated with different enhanced sampling methods will be employed to study the complete kinetics of methanol conversion in zeolites, including the processes of reactants adsorption/diffusion, reaction, and product diffusion/desorption. This should result in a complete free energy landscape, by which the parameters of zeolites that influence the selectivity of C1 chemistry will be uncovered. The final affinity of this model is to guide the modification, design, and screening of highly effective zeolite catalysts for C1 chemistry in an efficient and adequate manner.
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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- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenanorganische Chemieanorganische Verbindungen
- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenorganische ChemieAlkohole
- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenKatalyse
- AgrarwissenschaftenLandwirtschaftliche BiotechnologieBiomasse
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2022-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Koordinator
9000 Gent
Belgien