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Revolutionizing Molecular Thermodynamics by Water and Electrolytes

Description du projet

Exploiter les défis pour révolutionner la thermodynamique moléculaire

La thermodynamique moléculaire joue un rôle important dans l’avancement de différentes technologies importantes et dans la modélisation, la conception et l’optimisation d’un large éventail de systèmes dans l’ensemble de l’ingénierie des produits et des processus. Malheureusement, nos modèles et théories thermodynamiques actuels se heurtent à des difficultés majeures lorsqu’ils traitent de l’eau et des électrolytes. Le projet REMOTE, financé par le CER, vise à révolutionner la thermodynamique moléculaire en développant des théories et des modèles exacts et précis, plus performants que les modèles actuels. Pour y parvenir, il recherchera, élargira et approfondira notre compréhension de la physique sous-jacente, en combinant des innovations en matière de calculs chimiques quantiques, de mesures spectroscopiques dans l’infrarouge et de simulations de dynamique moléculaire afin d’acquérir des connaissances clés et de réaliser des percées.

Objectif

Molecular thermodynamics plays a crucial role in the modeling, design, and optimization of various systems in product and process engineering. Despite significant progress made over the decades, existing thermodynamic models and theories still face significant challenges, particularly when dealing with water and electrolytes. This project seeks to harness these challenges as opportunities to revolutionize molecular thermodynamics by developing novel and physically sound models and theories that surpass current limitations. I aim to deepen our fundamental understanding of the underlying physics and pave the way for a paradigm shift in molecular thermodynamics. By employing a synergistic combination of infrared spectroscopic measurements, quantum chemical calculations, and molecular dynamics simulations, I will go beyond current boundaries and innovate advanced analytical methods to quantify critical structural information that will be used in the development and evaluation of molecular thermodynamic models and theories. I will pioneer the development of a two-state theory for association interactions, explicitly accounting for diverse hydrogen-bonding structures characterized by the Gibbs energy of reactions obtained from quantum chemical calculations. We will lead the way in developing a physically consistent theory for ion-ion Coulombic interactions, unlocking the full potential of the molecular thermodynamic models and theories for electrolyte solutions. Extending beyond the established theories, we will develop novel two-state theories for generally overlooked properties, such as dielectric constant, surface tension, and electrical conductivity. We will further demonstrate how structural information and these less commonly investigated properties can be systematically employed to evaluate and select the most powerful and physically correct models and theories, moving beyond mere parameterization towards a deeper understanding of molecular thermodynamics.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

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

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 2 000 000,00
Adresse
ANKER ENGELUNDS VEJ 101
2800 Kongens Lyngby
Danemark
Région
Danmark Hovedstaden Københavns omegn
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 000 000,00

Bénéficiaires (1)