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Operando Insight into Nanoscale Electrocatalytic Interfaces for Carbon Dioxide Electrolysis

Projektbeschreibung

Wirksamen Elektrokatalysatoren für die CO2-Elektrolyse auf der Spur

Die CO2-Elektrolyse besitzt ein großes Potenzial für die Umwandlung von Treibhausgasen in Mehrwertprodukte. Um dies zu erreichen, müssen jedoch erhebliche Fortschritte bei der Entwicklung von Elektrokatalysatoren für die CO2-Reduktion an der Kathode und die Sauerstoffentwicklung an der Anode erzielt werden. Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahme unterstützte Projekt OPNANOELECTRO zielt darauf ab, innovative Multimikroskopie-Verfahren zu entwickeln und umzusetzen, um festzustellen, wie sich die Nanostruktur-Heterogenität und die strukturelle Dynamik auf die katalytische Leistung auswirken. Dies soll die Voraussetzung für die Entdeckung geeigneter Elektrokatalysatoren schaffen. Konkret wird die elektrochemische Rastersondenmikroskopie zur Identifizierung aktiver Stellen an einem heterogenen Katalysator und die elektrochemische Rasterkraftmikroskopie zur Verfolgung und Interpretation der physikochemischen Dynamik aktiver Stellen unter Reaktionsbedingungen eingesetzt. Durch rationales Design von Elektromaterialien werden die Ergebnisse schließlich mit der globalen Leistungsfähigkeit der CO2-Elektrolyse-Durchflusszelle in Beziehung gesetzt.

Ziel

Carbon dioxide (CO2) electrolysis is a promising route for converting greenhouse gases into value-added products. However, the industrial viability of CO2 electrolyzers requires significant advances in electrocatalyst design for cathode CO2 reduction reaction (CO2RR) and anode oxygen evolution reaction (OER). The major challenge lies in understanding the structure-performance relationship, which is complicated due to the unusual sensitivity of the reactivity and product selectivity to the surface structure and the change of active materials under operando conditions. The project advocates the development and innovative application of multi-microscopy, with state-of-the-art SPM as the core technology, to exclude how nanostructured heterogeneity and structural dynamics affect catalytic performance, ultimately accelerating the discovery of electrocatalysts. The research scope includes: i) identifying active sites over a heterogeneous catalyst on the nanoscale by scanning electrochemical probe microscopy (SEPM) and corelative microscopies; ii) tracking and interpreting physicochemical dynamics of active sites under reaction conditions by electrochemical atomic force microscopy (AFM) and correlative spectroelectrochemical characterization and density functional theory modeling; iii) correlating knowledge of heterogeneous and dymanics to global performance of CO2 electrolysis flow-cell via rational design of electromaterials. The proposed program combines the unique expertise of the Host group in SEPM with the Fellow's extensive knowledge in AFM, heterogeneous electrocatalysis and nanoscience to create new paradigms that will advance electrocatalysis and energy fields. The Host group's support will enable the Fellow to develop valuable skills and establish a robust academic network, enhancing her career prospects.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

UNIVERSITY OF WARWICK
Netto-EU-Beitrag
€ 260 347,92
Adresse
KIRBY CORNER ROAD UNIVERSITY HOUSE
CV4 8UW COVENTRY
Vereinigtes Königreich
Region
West Midlands (England) West Midlands Coventry
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten