Descripción del proyecto
Transformar la electrocatálisis con materiales de alta entropía
La electrocatálisis se enfrenta a un reto fundamental: comprender y controlar las interfaces activas metaestables de los catalizadores, que evolucionan bajo las condiciones de reacción. Los métodos tradicionales se centran en estados iniciales estáticos, lo cual conduce a un progreso limitado con catalizadores elementales o de aleación binaria. En este contexto, el equipo del proyecto DEMI, financiado con fondos europeos, utilizará materiales de alta entropía para explorar vastos espacios catalíticos multidimensionales. Al combinar la modelización teórica, la síntesis de alto rendimiento y las técnicas operando avanzadas, el equipo de DEMI desarrollará electrocatalizadores nuevos, estables y activos. Entre las innovaciones clave figuran el cribado evolutivo, la caracterización acelerada a escala atómica y los experimentos operando de alto rendimiento. Mediante el establecimiento de una teoría de la metaestabilidad y el uso de métodos de aprendizaje activo, el proyecto DEMI pretende avanzar en la electrocatálisis para reacciones fundamentales de conversión de energía, como la reducción de oxígeno y la reducción de CO2.
Objetivo
It is our aim to transform the research field of electrocatalysis from the established initial (as-synthesized) state approach to a data-centric understanding of the metastable active interface of electrocatalysts, constantly evolving under reaction conditions. We want to overcome the limitations of elemental or binary alloy catalysts by exploring and exploiting high entropy materials (HEM) as a discovery platform for sustainable materials, with the aim to identify in the extremely large, multidimensional search space new electrocatalysts that are both stable and active.
To understand and control the active interface of HEM electrocatalysts, we combine the core expertises of the PIs: theoretical modelling and simulations, high-throughput synthesis and characterization, nanoparticle synthesis, electrochemical operando techniques as well as machine learning. Our synergistic approach will significantly advance these individual competences by key conceptual innovations: (i) Evolutionary screening of micro-libraries to efficiently identify stable materials covering the complete HEM composition space; (ii) Accelerated atomic-scale characterization of HEM surfaces by combining combinatorial HEM synthesis with atom probe tomography; (iii) High-throughput operando experiments with thin film material libraries; (iv) Developing inverse activity-structure relationships and theoretical descriptors for metastability; v) Implementing active learning approaches based on materials informatics and using a semantic data lake.
We will establish a theory of metastability as a core concept for the understanding of electrocatalysis for the most important energy conversion reactions: oxygen reduction and evolution, and CO2 reduction. Instead of passively accepting the degradation of catalysts during operation, we will direct the evolution through the highly multidimensional space towards long-lasting, active HEM interfaces.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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- ciencias naturalesciencias químicascatálisiselectrocatálisis
- ingeniería y tecnologíananotecnologíananomateriales
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy GrantsInstitución de acogida
1165 Kobenhavn
Dinamarca