Projektbeschreibung
Bessere elektrochemische Umwandlung von CO2: kostengünstig, hochselektiv und nachhaltig
Kohlenstoffhaltige Verbindungen sind das Ausgangsmaterial für zahlreiche Chemikalien und Polymere, darunter Kunststoffe, Gummi und Reinigungsmittel. Umweltfreundlichere Alternativen stellen ein wichtiges Ziel der chemischen Industrie dar, da die meisten Produkte aus fossilen Rohstoffen gewonnen werden. Die elektrochemische Umwandlung von CO2 ist vielversprechend, steht jedoch vor Herausforderungen. Dazu zählen die Notwendigkeit, Anoden auf Iridiumbasis zu verwenden, um die Versauerung von CO2-Elektrolyseuren zu vermeiden, und die Schwierigkeit, eine hohe Selektivität bei der Herstellung von Alkoholen mit hoher Energiedichte zu erreichen. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts RECALLCO2 wird versucht, diese Hindernisse zu beseitigen. Sie werden ein neuartiges elektrochemisches Zelldesign, molekulare Katalysatorarchitekturen, die die derzeitigen Beschränkungen überwinden, und die Kopplung mit Metallelektroden anstelle von Kohlenstoffelektroden entwickeln.
Ziel
The electrochemical conversion of CO2 to carbon-based feedstocks represents one of few technological routes capable of replacing fossil fuel derivatives. Despite substantial advancements, however, major challenges impair CO2 electrolysis from matching its promise. Critically, steady acidification of CO2 electrolyzers during operation currently necessitates the use of iridium-based anodes. This is unacceptable from a cost and resource availability perspective. More fundamentally, while CO2 reduction to CO, formate and ethylene has become highly selective, the production of high-energy density alcohols with high selectivity has been elusive. To overcome these barriers, new scientific approaches are needed.
RECALLCO2 will resolve iridium dependencies and non-selective alcohol production in CO2 electrolysis through a combination of novel electrochemical cell design and the development of molecular catalytic architectures which break existing fundamental limitations. On the system design front, I will micro manipulate reagent, ionic and water fluxes to inhibit nickel corrosion pathways which presently necessitate iridium anodes. This will be the first-ever intrinsically stable CO2 electrolyzer capable of using nickel anodes.
A second pillar is the conceptualization that strong electronic-coupling of metal complexes to metal electrodes can eliminate redox-controlled reaction pathways on molecular catalysts. This counters decades of work using carbon electrodes as supports. Coupling with a metal electrode will delink electron transfers from a molecular catalysts oxidation states, and fundamentally change catalytic behaviour that currently restricts reactions to 2 electrons. Thus, CO2 reduction products such as methanol (6 electrons) and ethanol (12 electrons) will become viable. Utilizing this counterintuitive approach, I will push alcohol synthesis well beyond state-of-the-art selectivity and reaction rates, giving renewed promise for producing these compounds.
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 Chemiewissenschaften Elektrochemie Elektrolyse
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften anorganische Chemie Übergangsmetalle
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften organische Chemie Alkohole
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Katalyse
- Technik und Technologie Umwelttechnik Energie und Kraftstoffe
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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.
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.
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-2023-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.
2628 CN DELFT
Niederlande
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.