Projektbeschreibung
Die Lücke zwischen künstlichen und natürlichen Katalysatoren überbrücken
Während der Katalyse begrenzen die Biokatalysatoren der Natur – Enzyme – die Reaktanten und Übergangszustände dynamisch mit geometrischer und chemischer Präzision. Obwohl Chemiker die statische Begrenzung mit bestehenden nanoporiösen Katalysatoren nachbilden können, können sie die Geometrie der Begrenzung innerhalb solcher kompakten Materialien nicht kontrollieren. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte FORECAT-Projekt wird diese Lücke schließen, indem es ein neuartiges Katalysatorsystem mit extern einstellbarer Begrenzung schafft. Zu diesem Zweck werden die einzigartigen Eigenschaften weicher, auf Graphen basierender Materialien, wie z. B. Zeolith-Kohlenstoff, genutzt. Die Porengröße solcher Materialien kann durch äußere mechanische Kräfte sorgfältig auf Sub-Nanometer-Ebene angepasst werden. Auf diese Weise kann die Geometrie der Einschließung durch Veränderung des Kompressionsgrades angepasst werden. Letztendlich wird die kraftempfindliche Katalyse neue Wege für maßgefertigte poröse Materialien für die Katalyse und andere Anwendungen eröffnen.
Ziel
Efficient catalytic materials are essential for the sustainable energy transition. To design such materials, we have a lot to learn from Nature, where bio-catalysts enzymes can perform many reactions that are virtually impossible for chemists to replicate. Enzymes operate by dynamically confining reactants and transition states, during the catalytic reaction, with high geometric and chemical precision. While we can mimic static confinement with existing nanoporous catalysts, we do not have in-situ control over the confinement geometry inside these generally rigid materials.
I aim to bridge this material gap by developing the first catalytic system with externally tunable confinement. My original approach is based on soft graphene-based materials – zeolite-templated carbons (ZTC). The unique property of these materials is that their pore size can be finely tuned within the sub-nanometer range by external mechanical force. This feature enables the precise modulation of the confinement geometry by simply varying the compression degree.
In FORECAT, my team and I will:
▪ Synthesize a library of catalytic transition metal nanoparticles inside the pores of ZTCs
▪ Explore the force-responsive performance of these catalysts in selective CO2 hydrogenation and N2 fixation
▪ Link the geometry of confinement with i) diffusivity of reactants, intermediates, and products; ii) their adsorption strength and coverage on active sites; and iii) reactivity and selectivity of the catalysts
▪ Utilize oscillatory compression–release of ZTC-based catalysts to drastically enhance their performance through catalytic resonance
The new field of force-responsive catalysis will provide unique fundamental insights and deep understanding of the chemistry of confinement. This understanding will enable designing better functional porous materials for catalysis and other applications. Eventually, the results of this project will contribute to bridging the gap between artificial and natural catalysts.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Mathematik reine Mathematik Geometrie
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
5612 AE Eindhoven
Niederlande
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.