Projektbeschreibung
Verbesserte Selektivität der Lösungsmitteltrennung ohne Reduzierung der Effizienz
Die Lösungsmitteltrennung ist in vielen Industriezweigen von wesentlicher Bedeutung, etwa in der pharmazeutischen und chemischen Industrie sowie im Energiesektor, wo die Trennung oder Reinigung von Lösungsmittelgemischen einen entscheidenden Produktionsschritt darstellt. Traditionelle Verfahren wie die Destillation sind energie- und kostenintensiv. Nanokanalmembranen mit 1 nm-Kanälen bieten eine energieeffizientere Alternative. Die Verbesserung der Selektivität von Membranen führt jedoch häufig zu einer Verringerung ihrer Durchlässigkeit, wobei dieser Kompromiss ihre Wirksamkeit einschränkt. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen werden im Rahmen des Projekts FREEMEN Membranen mit rotierbaren Funktionalitäten entwickelt, die die Selektivität unterstützen, ohne die Permeabilität zu beeinträchtigen. Bei ihrer Entwicklung kommen MXen-Materialien und schnell rotierende Ammoniumionen zum Einsatz. Die vorgeschlagene Lösung könnte das Membrandesign voranbringen und einen neuen Mechanismus zum effizienten 1 nm-Massentransport bieten.
Ziel
Nanochannel membranes with 1-nm/sub-1-nm channels provide an energy-efficient and sustainable way of solvent separations for global process-based industries that operate on solvent mixtures. Channel modifications by binding selective functionalities are a widely adopted strategy to improve membrane selectivity, but it often compromises target solvents permeability, presenting a persistent and undesired trade-off dilemma. This is largely due to the relatively fixed position of the functionalities, whose steric hindrance unavoidably retards molecular transport at this scale.
In contrast to previous designs, this project aims to develop a novel nanochannel membrane featuring rotatable functionalities. It takes advantage of functionality dynamics - rotations - to facilitate target solvent transport while blocking competing solvent, effectively overcoming the trade-off. The demonstration and verification of this idea are based on 3 steps, including (1) development of a prototype membranes using a 2D layered MXene assembly as backbone and ammonium ions (NH4+) as functionalities due to their intrinsic ultrafast rotation in solvents (e.g. water); (2) evaluation of the solvent separation performance (e.g. water-ethanol) of such membranes against MXene membranes functionalised by slow-rotating ions or no ion (pristine); (3) elucidation of the relation between functionality rotation and solvent transport/separation by coupling experimental results, key characterizations, and computational modelling.
Project success will advance the state-of-the-art in practical, conceptual, and mechanistic aspects. A high-performance solvent separation membrane that breaks trade-off will be fabricated. A new nanochannel membrane design principle involving functionality dynamics will be established. Most importantly, a functionality rotation-mediated transport mechanism will be proposed as a new perspective to understand 1-nm/sub-1-nm mass transport in future membranes.
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.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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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.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
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-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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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) HORIZON-MSCA-2024-PF-01
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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.
EH8 9YL Edinburgh
Vereinigtes Königreich
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.