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

Descrizione del progetto

Far progredire i sistemi di conversione dell’energia e di trasformazione chimica

La crescente frequenza dei disastri naturali in tutto il mondo mette in evidenza l’urgente necessità di affrontare i cambiamenti climatici attraverso lo sviluppo e l’attuazione di soluzioni, politiche e tecnologie efficaci. Un’area critica nell’ambito di questo sforzo è costituita dalla necessità di far progredire nuove soluzioni di conversione dell’energia, in particolare per le tecnologie energetiche verdi. Il progetto More4Less, finanziato dal CER, si propone di sviluppare navette per il trasferimento di elettroni accoppiati a protoni (PCET, proton-coupled electron transfer) che siano in grado di migliorare significativamente la trasformazione di N2, CO e CO2 in risorse preziose. Il progetto incrementerà le capacità del PCET di sfruttare la luce e l’acqua, garantendo al contempo efficienza e selettività, e si concentrerà inoltre sul miglioramento dell’integrazione per le applicazioni pratiche, offrendo preziosi spunti per i futuri sistemi catalitici e di conversione energetica.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSIDAD DE GRANADA
Contributo netto dell'UE
€ 1 498 250,00
Indirizzo
CUESTA DEL HOSPICIO SN
18071 Granada
Spagna
Regione
Sur Andalucía Granada
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 498 250,00

Beneficiari (1)