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Magnetically enhanced electrocatalysis

Descrizione del progetto

Le interazioni dei campi magnetici con le prestazioni elettrocatalitiche

Sebbene l’elettrochimica e l’elettrocatalisi siano alternative ai combustibili fossili, le loro prestazioni non sono ancora ottimali. Secondo quanto suggerito dagli studi in materia, i campi magnetici potrebbero potenziare questi processi; ciononostante, i meccanismi sottostanti poco tuttora poco chiari. Il progetto MAGNESIS, finanziato dal CER, esplorerà le modalità attraverso cui i campi magnetici interagiscono con le prestazioni elettrocatalitiche, dagli studi a livello atomico ai dispositivi a cella completa. Il progetto riunisce esperti in settori quali catalisi, scienza delle superfici, magnetismo e teoria al fine di concentrarsi sull’ossidazione dell’acqua e sulla riduzione dell’anidride carbonica, convalidando i fattori strutturali, elettronici e magnetici che influenzano queste reazioni. Il progetto si avvarrà di dati ex-situ e operando, mentre gli strumenti computazionali chiariranno i meccanismi coinvolti; in definitiva, MAGNESIS farà progredire i metodi elettrocatalitici e sarà pioniere nel campo della scienza e della tecnologia magneto-elettrochimica.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-SyG

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Istituzione ospitante

FUNDACIO INSTITUT CATALA D'INVESTIGACIO QUIMICA
Contributo netto dell'UE
€ 3 335 625,00
Indirizzo
AVENIDA PAISSOS CATALANS 16
43007 Tarragona
Spagna
Regione
Este Cataluña Tarragona
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 3 335 625,00

Beneficiari (4)