Opis projektu
Produkcja wodoru: mechanizmy na granicy faz tlenków metali przejściowych i wody
Wykorzystanie światła słonecznego do rozszczepienia wody na wodór i tlen w celu otrzymywania paliwa wodorowego (H2) może odegrać ważną rolę w obecnej transformacji energetycznej. Tlenki metali przejściowych (TMO) są obiecującymi katalizatorami, przyspieszającymi szybkość tej reakcji. Problemem jest jednak fakt, że elektrony i dziury w TMO mają tendencję do rekombinacji. Aby mu zaradzić, potrzebna jest pełniejsza wiedza na temat mechanizmów na granicach faz między półprzewodnikami TMO a wodą. Projekt WATER-X, finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, przewiduje wykorzystanie spektroskopii fotoelektronów z rozdzielczością czasową, femtosekundowym laserem, w układzie ciekłego mikrostrumienia do scharakteryzowania właściwości wczesnych i krótkożyciowych półproduktów molekularnych. Przyczyni się to do poprawy sprawności przekształcania światła w energię.
Cel
Photocatalytic water splitting using transition metal oxides (TMOs) has the potential to play a key role in the sustainable large-scale production of hydrogen. Due to their activity, cost-effectiveness, and stability TMOs are viewed as attractive materials to catalyze water splitting by harnessing solar energy. A major challenge is effectively preventing the recombination of electrons and holes in the TMOs produced upon (solar) light absorption. While these charge recombination processes occur on the pico-to-nanosecond timescale, the whole water splitting process is almost 12 orders of magnitude slower! This huge difference urgently demands a better understanding of the underlying mechanisms and charge-driven chemical reactions involving electron transfer (reduction reaction) or hole transfer (oxidation reaction) that take place at the TMO semiconductor–liquid interface. In my WATER-X project I will investigate these sub-10-picoseconds processes at the interface of TMO nanoparticles in bulk water by using time-resolved femtosecond laser photoelectron spectroscopy by applying liquid microjet setup. The objective is to measure the early-time molecular intermediates and their associated electronic-structures, their lifetimes, energetics, photoelectron angular distributions, and decay mechanisms of the short-lived molecular intermediates. With this knowledge we can determine the exact mechanisms of light-induced water dissociation and will pave the way to manipulating light-induced interactions to the solid-aqueous interface for improving the efficiency of light-to-energy conversion. These novel experiments will be performed for four nanoparticle photocatalysts, hematite, titanium dioxide, cerium oxide, and nickel-iron-oxyhydroxide with manifold electronic-structure properties (bandgap, charge carrier dynamics, and energetics), which make them attractive for future applications.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki chemicznekatalizafotokataliza
- nauki przyrodniczenauki chemicznechemia nieorganicznametale przejściowe
- nauki przyrodniczenauki fizyczneelektromagnetyzm i elektronikaurządzenie półprzewodnikowe
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykafizyka laserów
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykaspektroskopia
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
14109 Berlin
Niemcy