Descrizione del progetto
Trasformare l’elettrocatalisi con materiali ad alta entropia
L’elettrocatalisi deve affrontare una sfida cruciale: comprendere e controllare le interfacce attive metastabili dei catalizzatori, che si evolvono in base alle condizioni di reazione. I metodi tradizionali si concentrano sugli stati iniziali statici e conducono a progressi limitati con l’impiego di catalizzatori elementari o in lega binaria. Il progetto DEMI, finanziato dall’UE, si avvarrà in questo contesto di materiali ad alta entropia (high entropy material, HEM) per esaminare vasti spazi catalitici multidimensionali. Combinando modelli teorici, sintesi ad alte prestazioni e tecniche operative avanzate, DEMI svilupperà nuovi elettrocatalizzatori stabili e attivi. Tra le innovazioni principali figurano screening evolutivo, caratterizzazione accelerata su scala atomica ed esperimenti operativi ad alto rendimento. Stabilendo una teoria della metastabilità e utilizzando approcci di apprendimento attivo, l’obiettivo di DEMI è far progredire l’elettrocatalisi per le reazioni fondamentali di conversione dell’energia, tra cui la riduzione dell’ossigeno e quella della CO2.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- scienze naturaliscienze chimichecatalisielettrocatalisi
- ingegneria e tecnologiananotecnologiananomateriali
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy GrantsIstituzione ospitante
1165 Kobenhavn
Danimarca