Projektbeschreibung
Automatisierte Synthese von Metall-Stickstoff-Kohlenstoff-Katalysatoren für CO2-Reduktion
Metall-Stickstoff-Kohlenstoff-Materialien (M-N-C) sind vielversprechende Katalysatoren in Hinsicht auf die CO2-Reduktion, wobei es möglich ist, das CO2 in nützliche und kostengünstige Produkte umzuwandeln. Ihre praktische Anwendung wird jedoch durch Schwierigkeiten bei der Synthese, ein unzureichendes Verständnis des Reduktionsmechanismus und den langfristigen Abbau behindert. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird das Team des Projekts SMART-CO diese Herausforderungen angehen und einen automatisierten Ansatz für die M-N-C-Synthese entwickeln. Zu diesem Zweck werden die Metallkationensolvatation und ihre Auswirkungen auf die CO2-Reduktion bestimmt sowie die Dichte des aktiven Zentrums analysiert. Auf der Grundlage der Verlustrate des aktiven Zentrums wird im Rahmen des Projekts die Katalysatorlebensdauer berechnet und werden die Eigenschaften ermittelt, die die Stabilität begrenzen. Zu guter Letzt wird ein Stresstest für M-N-C-Materialien in CO2-Elektrolyseuren in Bezug auf schnelleres Screening und zur Leistungsbewertung erarbeitet.
Ziel
Achieving net zero CO2 emissions requires replacing fossil fuel-derived precursors in the chemical industry, driving the rise of the Power-to-X electrochemical sector. CO2 can be electrochemically reduced into valuable products at cost-competitive prices. Earth abundant single metal atoms coordinated to N-doped C (M-N-C, M = Fe, Ni) can selectively reduce CO2 to CO (an important precursor to Fischer-Tropsch and fermentation), with the same activity and efficiency as current commercially used thick Ag and Au electrode. M-N-C therefore present a cheaper, accessible, and sustainable alternative. However, their practical implementation is restricted by their synthesis bottlenecks, poorly understood CO2 reduction mechanism and long term (≥100 h) degradation at practical current densities (≥200 mA cm-2). To solve these problems, I will introduce automated M-N-C synthesis innovatively adapted from the food industry. State-of-the-art operando NMR will uniquely resolve the metal cation solvation and impact on CO2 reduction, while emerging electrochemical techniques and in-situ X-ray absorption spectroscopy will probe the active site density. I will calculate catalyst lifetimes for the first time, based on the rate of active site loss, and establish catalyst properties limiting stability. I will use these insights to develop an accelerated stress test for M-N-Cs in CO2 electrolysers, facilitating faster screening and establishing a benchmarking tool for academia and industry. Thus, the proposed project will solve the three major challenges of catalyst scalability, selectivity, and stability and would equip me with scientific, technical and managerial skills to become a leading independent researcher in electrochemical technologies. The world-leading M-N-C synthesis, reaction mechanism expertise and state-of-the-art equipment available with Dr. Fellinger (host); and the wide scientific community at BAM, provide a synergistic environment to successfully host my project.
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.
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.
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Spektroskopie Absorptionsspektroskopie
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Katalyse
- Technik und Technologie Industrielle Biotechnologie Bioprozesstechnik Fermentation
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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.
12205 Berlin
Deutschland
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.