Descrizione del progetto
Piccoli dettagli dei catalizzatori a nanoparticelle in condizioni di alta pressione
I catalizzatori a base di nanoparticelle metalliche sono alla base dell’industria chimica, ma il processo per scoprirne di nuovi è spesso limitato dalla sua natura basata su tentativi ed errori. Di conseguenza, sussiste la necessità di una metodologia per comprendere in modo più approfondito piccoli dettagli rilevanti per la catalisi industriale ad alte pressioni, alla luce dell’attuale lacuna di conoscenze che ostacola i progressi nella progettazione razionale di catalizzatori migliori. In quest’ottica, il progetto NANODYNAMICS, finanziato dal CER, si propone di comprendere la dinamica dei catalizzatori metallici supportati a nanoparticelle in condizioni di alta pressione, fino a 100 bar, concentrandosi sullo studio della reazione di Haber-Bosch. Il progetto impiegherà tre nuove tecniche, tra cui reattori appositamente progettati con flusso laminare e stimolazione a onde stazionarie, spettromicroscopia infrarossa ad alta risoluzione temporale amplificata da superfici e spettroscopia di assorbimento a raggi X rapidi con risoluzione spaziale. Inoltre, NANODYNAMICS ricorrerà a metodi di estrazione dei dati e utilizzerà un algoritmo per la classificazione del rumore.
Obiettivo
Metal nanoparticle-based catalysts drive our chemical industry and will be an essential tool to shift away from fossil-resources. Despite their exigence, new catalysts are often still found by trial and error rather than designed rationally. Although recent fundamental studies from our own research and others yield important new insights, there is a lack of methodology to investigate the subtle transient details missing in our understanding at the very high pressures that are often industrially relevant. Details such as reaction mechanisms, or dynamic surface equilibria at more than 100 bar are evidently greatly relevant to rationally designing better catalysts, yet have so far been outside of the realm of experimental characterization which hampers progress. Our key objective is to generate fundamental understanding of supported metal nanoparticle catalyst dynamics at work under relevant high-pressure conditions (up to 100 bar), with a strong focus on studying the Haber-Bosch reaction. To achieve this, we will utilize three recent developments: We will (1) employ specially designed reactors where laminar flow standing wave stimulation will be used, (2) perform high-time resolution resonant-Surface-enhanced infrared spectromicroscopy, and spatially resolved quick-X-ray absorption spectroscopy and (3) use our noise classification algorithm and further statistical data mining for quantification of surface site participation, and dynamics. In this way we will be able to differentiate important but miniscule reaction details from noise. These novel methods will be combined to gain insight into dynamic active sites, and equilibria that may exist at high pressure. The new insights will shift our fundamental knowledge from ‘static approximation’ to ‘dynamic reality’ and will offer direction in a new path of activity design improvements, dynamic site tailoring.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- scienze naturaliscienze chimichecatalisi
- ingegneria e tecnologiananotecnologiananomateriali
- scienze naturaliscienze fisicheotticaspettroscopia
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
32000 Haifa
Israele