Descrizione del progetto
Colmare il divario tra catalizzatori artificiali e naturali
Durante la catalisi, i biocatalizzatori naturali, gli enzimi, confinano dinamicamente i reagenti e gli stati di transizione con precisione geometrica e chimica. Sebbene i chimici possano replicare il confinamento statico con i catalizzatori nanoporosi esistenti, non possono controllare la geometria del confinamento all’interno di materiali così compatti. Il progetto FORECAT, finanziato dal CER, colmerà questa lacuna creando un nuovo sistema catalitico con confinamento regolabile esternamente. Per riuscirci, sfrutterà le proprietà speciali dei materiali morbidi a base di grafene, come i carboni rivestiti di zeolite. La dimensione dei loro pori, infatti, può essere regolata con precisione su scala sub-nanometrica mediante una forza meccanica esterna, adattando così la geometria di confinamento modificando il grado di compressione. In definitiva, la catalisi sensibile alla forza aprirà nuove strade per materiali porosi progettati su misura per la catalisi e altre applicazioni.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- scienze naturali matematica matematica pura geometria
- ingegneria e tecnologia nanotecnologia nanomateriali
- scienze naturali scienze chimiche catalisi biocatalisi
- scienze naturali scienze biologiche biochimica biomolecole proteine enzimi
È necessario effettuare l’accesso o registrarsi per utilizzare questa funzione
Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
-
HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo programma
Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento
Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-COG
Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bandoIstituzione ospitante
Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
5612 AE Eindhoven
Paesi Bassi
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.