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Spin Polarization Effects in Catalysts studied with x-ray specTRoscopies at Ambient conditions

Description du projet

L’influence du magnétisme sur les réactions catalytiques à un niveau fondamental

Les gaz à effet de serre tels que le CO2 doivent être convertis en matériaux de valeur pour lutter contre le changement climatique, mais les catalyseurs actuels manquent cruellement d’efficacité. La magnétocatalyse, qui utilise des matériaux magnétiques pour améliorer les réactions catalytiques, a démontré un potentiel certain, mais ses mécanismes demeurent flous. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet SPECTRA va concentrer ses recherches sur un type particulier de matériau magnétique appelé ferrite spinelle pour comprendre comment ses propriétés magnétiques et électroniques influencent les réactions. À l’aide d’une cellule de réaction spécialement conçue et de techniques avancées de rayons X mous, les chercheurs étudieront ces processus en temps réel dans des conditions de fonctionnement continues. Ces travaux révolutionnaires devraient contribuer à faire la lumière sur l’influence du magnétisme sur les performances catalytiques, ouvrant la voie à des catalyseurs moins chers, plus écologiques et plus performants pour réduire les gaz à effet de serre.

Objectif

It is nowadays well known the urgent need of cheap, green and efficient catalysts able to convert greenhouse gases into more valuable and recyclable hydrocarbons. In this context, magnetocatalysis is an extremely promising field: in the last few years, a growing number of researchers discovered enhanced performances for electrocatalytic reactions in ferromagnetic materials. The majority of these studies report empirical results, and a satisfactory explanation of the mechanism ruling the spin effects is not well understood, mainly due to the lack of suitable experimental techniques. Regarding thermocatalytic reactions (such as CO oxidation or CO2 hydrogenation), studies on the effects of applied external magnetic field and intrinsic magnetic order on the activity and selectivity of magnetic catalysts are almost completely missing. This project aims to systematically unveil the mechanisms ruling the spin effects in catalytic solid/gas reactions; for the first time, we will simultaneously characterize the magnetic and electronic properties of the single chemical species constituting spinel ferrites catalysts during different solid/gas reactions in operando conditions, with and without the presence of an applied magnetic field. This will be possible through the development and application of a reaction cell that will allow to perform Soft X-Ray Magnetic Circular Dichroism experiments in operando conditions: this will be done modifying the pre-existing operando Soft X-Ray NEXAFS reaction cells developed at the APE-HE beamline of Elettra Synchrotron. The cell will be installed at the SPECIES beamline of MAX IV Synchrotron and the measurements will be conducted exploiting the available circular polarized Synchrotron Radiation. Together with complementary techniques and offline catalytic tests, we will investigate the fundamental aspects of solid/gas magnetocatalysis, building the basis for the development of an innovative green and cheap new type of heterogeneous catalysis

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

LUNDS UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 252 180,00
Coût total
Aucune donnée