Descrizione del progetto
Rivoluzionare la tecnologia dei reattori verdi regolando la termocatalisi dinamica
I cambiamenti climatici richiedono reattori chimici più ecologici ed efficienti. I catalizzatori, utilizzati nella maggior parte dei reattori, possono compromettere la velocità, la selettività e l’efficienza energetica. Il riscaldamento pulsato può superare queste limitazioni, ottenendo una resa di reazione oltre 100 volte superiore, un consumo energetico inferiore e una distribuzione controllata del prodotto. Tuttavia, questa tecnica è difficile da implementare a causa della difficoltà di selezionare e riscaldare rapidamente i catalizzatori. In questo contesto, il progetto HEATPULSE, finanziato dal CER, utilizzerà impulsi di luce e materiali «plasmonici» durevoli per regolare la termocatalisi dinamica. Il progetto si occuperà di cinetica, localizzazione, stabilità e prestazioni, modulando la tempistica degli impulsi, confinando il calore nei punti caldi e sviluppando fotocatalizzatori pulsati stabili alla temperatura. Il progetto rappresenta una rivoluzione nella tecnologia dei reattori verdi, passando dai combustibili fossili alla luce pulsata con le fonti rinnovabili.
Obiettivo
The climate catastrophe urgently calls for greening and intensifying chemical reactors. Most chemical reactors use catalysts to speed up reactions, but their operation at steady-state temperature impairs rate, selectivity, and energy efficiency. To go beyond these limitations, applying short heat pulses theoretically leads to >100× higher reaction yield, lower energy use, and a controlled product distribution. However, pulsed heating has remained out of reach because it is hard to heat catalysts selectively and fast enough.
I break this paradigm and take control of dynamic thermo-catalysis by using light pulses and robust “plasmonic” materials that convert light to heat with nanoscale specificity. HEATPULSE comprises three work packages that tackle three challenges: (1) kinetics: modulate pulse timing for controlling reaction rate and selectivity, (2) localization: confine heat at thermal hotspots to boost energy efficiency, and (3) stability and performance: access high peak reaction rates by developing temperature-stable pulsed photocatalysts.
Ground-breaking innovations: (1) Access to a normally unreachable reaction landscape, with dynamic tunability of catalyst activity and selectivity; (2) Thermal hotspots break the limit of nanoscale heating and reach 3× higher peak temperatures with exponentially enhanced rates; (3) Metal nitride nano-arrays integrated with single-atom catalysts grant thermal stability beyond 1000 °C.
HEATPULSE represents a revolution in green reactor technology by shifting from burning fossil fuels to heat-pulsing with light, powered by renewables. The project will lead to the new field of “photocatalysis beyond the steady-state” at the crossroads of catalysis, nanophotonics, and materials science. With an accomplished track record in nanoscale light-driven chemistry, and as a pioneer in the field of pulsed catalysis at both experimental and theoretical level, I am uniquely suited to unlock the full potential of pulsed photothermal catal
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.
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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 -Istituzione ospitante
1081 HV Amsterdam
Paesi Bassi