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Operando Insight into Nanoscale Electrocatalytic Interfaces for Carbon Dioxide Electrolysis

Description du projet

Découverte d’électrocatalyseurs efficaces pour l’électrolyse du CO2

L’électrolyse du CO2 offre un grand potentiel pour transformer les gaz à effet de serre en produits à valeur ajoutée. Toutefois, pour y parvenir, il faut réaliser des progrès considérables dans la conception d’électrocatalyseurs pour les réactions de réduction du CO2 à la cathode et d’évolution de l’oxygène à l’anode. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet OPNANOELECTRO vise à développer et à mettre en œuvre des méthodes multimicroscopiques innovantes pour déterminer comment l’hétérogénéité des nanostructures et la dynamique structurelle ont un impact sur la performance catalytique, permettant ainsi la découverte d’électrocatalyseurs appropriés. Il utilisera notamment la microscopie électrochimique à balayage pour identifier les sites actifs sur un catalyseur hétérogène, et la microscopie électrochimique à force atomique pour suivre et interpréter la dynamique physicochimique des sites actifs dans les conditions de réaction. Les résultats seront ensuite corrélés aux performances globales de la cellule d’électrolyse du CO2 grâce à une conception rationnelle des électromatériaux.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

UNIVERSITY OF WARWICK
Contribution nette de l'UE
€ 260 347,92
Adresse
KIRBY CORNER ROAD UNIVERSITY HOUSE
CV4 8UW COVENTRY
Royaume-Uni
Région
West Midlands (England) West Midlands Coventry
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée