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Magnetically enhanced electrocatalysis

Projektbeschreibung

Wie Magnetfelder die elektrokatalytische Leistung beeinflussen

Elektrochemie und Elektrokatalyse sind Alternativen zu fossilen Brennstoffen, doch ihre Leistung ist nach wie vor suboptimal. Studien deuten darauf hin, dass Magnetfelder diese Verfahren verbessern können, auch wenn die zugrundeliegenden Mechanismen noch kaum bekannt sind. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts MAGNESIS wird – von Studien auf atomarer Ebene bis hin zu Vollimprägniervorrichtungen – erforscht, wie Magnetfelder die elektrokatalytische Leistung beeinflussen. Es führt Sachverständige aus den Bereichen Katalyse, Oberflächenwissenschaft, Magnetismus und Theorie zusammen, um den Fokus auf die Wasseroxidation und die Kohlendioxidreduktion zu richten. Im Rahmen des Projekts sollen strukturelle, elektronische und magnetische Faktoren, die diese Reaktionen beeinflussen, validiert werden. Recheninstrumente klären mittels Ex-situ- und Operando-Daten die beteiligten Mechanismen ab. Letztendlich wird das Projekt elektrokatalytische Methoden voranbringen und wegweisende Arbeit auf dem Gebiet der magneto-elektrochemischen Wissenschaft und Technik leisten.

Ziel

In the last years, electrochemistry and electrocatalysis are increasing their impact across several fields. A major driving force comes from the promise of substituting current fossil-fuel powered thermal methods in the industry by electrochemical alternatives, driven by renewable electricity. However, electrochemical methods are still far from reaching the desired target performance. In this landscape, the recent discovery of magnetic fields enhancing electrocatalytic processes offers a plausible new strategy. The idea of boosting an electrocatalytic reaction by an external magnetic field becomes highly persuasive. Still, the origin of this phenomenon is hardly understood, given its complexity: dealing with a magnetic field, in an electric field, on a dynamic surface, during a chemical reaction is a multiple-body problem.

Our objective is to foster magneto-electrocatalysis by exploring rigorously the interplay between magnetic fields and electrocatalytic performance from atomic resolution in model systems up to full cell devices. This can only be achieved by a synergetic effort between experts in catalysis, surface science, magnetism and theory. We will focus on two relevant reactions: the spin-restricted water oxidation and the carbon dioxide reduction, both potentially spin-sensitive. Our aim is to validate the structural, electronic and magnetic key descriptors controlling this phenomenon, assessed by complementary ex-situ and operando data within the corresponding theoretical framework. Computational tools will consolidate the understanding and quantify the different mechanistic contributions to microscopic and macroscopic observations. The ambition with MAGNESIS is to define, in a rigorous way, the first principles and ultimate possibilities of magnetic fields in the development of advanced electrocatalytic methods, pioneering the novel field of magneto-electrochemical science & technology.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-SyG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

FUNDACIO INSTITUT CATALA D'INVESTIGACIO QUIMICA
Netto-EU-Beitrag
€ 3 335 625,00
Adresse
AVENIDA PAISSOS CATALANS 16
43007 Tarragona
Spanien
Region
Este Cataluña Tarragona
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 3 335 625,00

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