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CORDIS - Forschungsergebnisse der EU
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Multiscale investigations of polymer hydrocracking on bifunctional catalysts for plastic waste valorisation

Projektbeschreibung

Kunststoffabfälle mithilfe skalierbarer grüner Katalysatoren in wertvolle Brennstoffe umwandeln

Die Anhäufung von Kunststoffabfällen, die durch ineffiziente Recyclingsysteme begünstigt wird, hat zu einer globalen Umwelt- und Gesundheitskrise geführt. Mit Unterstützung durch das Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmenprogramm wird Projekt MAP4PWV chemische Recyclingverfahren entwickeln, die im Einklang mit dem europäischen grünen Deal stehen. Da der Einsatz kostspieliger Edelmetallkatalysatoren mit hohen Kosten verbunden ist und ihre Skalierung nicht durchführbar ist, untersucht das Projekt die alternative Verwendung kostengünstigerer Nichtedelmetalle als Katalysatoren, darunter insbesondere Zeolithkatalysatoren auf Nickelbasis. Das bifunktionelle katalytische Hydrospalten, bei dem Polyolefin-Kunststoffe in Brennstoff oder andere Chemikalien umgewandelt werden, ist die Zielstrategie des Projekts. Im Rahmen der Forschung wird zudem eine Modellierungsplattform auf mehreren Ebenen etabliert, die Reaktionen auf molekularer Ebene mit industriellen Verarbeitungsverfahren verknüpft.

Ziel

Plastic waste is becoming increasingly problematic due to its rapid accumulation and inefficient recycling. Most plastic waste is mismanaged, posing significant environmental and health risks. There is an urgent need for effective plastic waste upcycling to mitigate its harmful impacts, foster sustainability and a greener future. This goal is envisioned by the European Green Deal. Bifunctional catalytic hydrocracking is a promising technique in scope of chemical upcycling, which can selectively convert polyolefin waste into value-added products like fuels. However, challenges remain in high economic cost of noble-metal catalysts and lack of scalable industrial applications, preventing this technique from practical implementation.
The core objective is to deepen mechanistic understanding and promote practical application of non-noble-metal-based bifunctional catalytic hydrocracking, enabled by advanced computational methods. This will be achieved by developing a multiscale computational framework, spanning atomistic to process-level investigations. Two parallel catalytic models of metal surfaces and zeolite pores will be established to simulate a state-of-the-art hydrocracking system using nickel-supported ZSM-5 zeolite. Reaction profiles and complete thermodynamics at the atomic and molecular scale will be generated. Hierarchical insights from first-principles calculations will be used to develop a kinetic model, and then the activity, selectivity, stability, and yield of the bifunctional hydrocracking process will be predicted under relevant reaction conditions. To deliver this, density functional theory, machine learning, and kinetic Monte Carlo methods will be integrated into the workflow. The methodology will be validated by pioneering studies and experimental analyses from project collaborators. The project’s outcomes will address challenges in plastic waste valorisation, providing guidance to experimentalists and engineers working in plastic upcycling.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

THE CHANCELLOR, MASTERS AND SCHOLARS OF THE UNIVERSITY OF OXFORD
Netto-EU-Beitrag
€ 276 187,92
Adresse
WELLINGTON SQUARE UNIVERSITY OFFICES
OX1 2JD Oxford
Vereinigtes Königreich
Region
South East (England) Berkshire, Buckinghamshire and Oxfordshire Oxfordshire
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten