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Metal-Organic REagents for Light-Enabled Shuttling of protons and electrons

Description du projet

Faire progresser les systèmes de conversion énergétique et de transformation chimique

La fréquence croissante des catastrophes naturelles dans le monde met en évidence la nécessité urgente de lutter contre le changement climatique en élaborant et en mettant en œuvre des solutions, des politiques et des technologies efficaces. L’un des domaines critiques de cet effort consiste à proposer de nouvelles méthodes de conversion de l’énergie, en particulier pour les technologies d’énergie verte. Le projet More4Less, financé par le CER, vise à développer des navettes pour le transfert d’électrons couplées à des protons (PCET pour «proton-coupled electron transfer») qui contribueront à améliorer de manière significative la transformation du N2, du CO et du CO2 en ressources précieuses. Le projet renforcera les capacités du PCET à exploiter la lumière et l’eau, tout en garantissant le maintien de l’efficacité et de la sélectivité. En outre, il se concentrera sur l’amélioration de l’intégration pour des applications pratiques, offrant des perspectives précieuses pour les futurs systèmes de conversion d’énergie et de catalyse.

Objectif

Protons and electrons are the currency of energy conversion and play a key role in some of the most transformative technologies such as the reduction of N2, CO or CO2. Exploiting water and sunlight as renewable resources for these transformations offers a means for solar-to-chemicals conversion. Thus, our ability to control the transfer of protons and electrons preventing the more favourable formation of H2 poses an exciting fundamental problem.
Strategies based on proton coupled electron transfer (PCET) have demonstrated key benefits by providing low energy pathways that bypass the most energetic, charged intermediates. However, important problems remain regarding the development of PCET shuttles that: (1) behave as catalysts harnessing water and light, (2) promote multi PCET to avoid unstable radical intermediates that undermine the selectivity and efficiency, and (3) can be integrated in complex multielectron/multiproton transformations relevant to solar energy conversion such as N2 reduction.
I will address these problems by designing metal-organic PCET shuttles that target three specific objectives: (1) to merge light and electricity for reductive PCET in a novel photoelectrocatalytic strategy using molecular shuttles that exploit counter oxidation reactions of practical relevance, (2) to achieve an unprecedented control over multi PCET to impact the selectivity of reductive transformations via the colocalization of redox and acid/base sites within coordination cages, and (3) to integrate photo(electro)catalytic PCET in small molecule catalysis with new tandem approaches towards the reduction of N2 using light and water.
Overall, these objectives will provide unconventional tools to affect the mechanisms of reductive reactions. Besides transgressing the frontiers of knowledge in the field of PCET, and more generally energy conversion, More4Less has the potential to change the paradigm in which we develop catalytic systems for solar-to-chemical transformation.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UNIVERSIDAD DE GRANADA
Contribution nette de l'UE
€ 1 498 250,00
Coût total
€ 1 498 250,00

Bénéficiaires (1)