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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Pulsed Potential-Mediated Tandem Electrolysis of CO2 and Nitrate for Efficient Urea Synthesis

Descripción del proyecto

Tomar el pulso a la síntesis sostenible de la urea

La producción tradicional de urea consume mucha energía y emite grandes cantidades de CO2, lo que agrava el calentamiento global. Los métodos electroquímicos actuales también adolecen de baja eficiencia y escasa durabilidad. Con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, el proyecto PulseUS tiene como objetivo producir urea sostenible a partir de CO2 y aguas residuales con contenido de nitratos, utilizando catalizadores de doble átomo diseñados para facilitar un acoplamiento químico preciso, junto con una novedosa técnica de electrólisis asimétrica por pulsos. Este método eléctrico específico tiene como objetivo optimizar el entorno de reacción, aumentando así la velocidad y la estabilidad de la síntesis de urea. Mediante análisis espectroscópicos avanzados y modelos informáticos, el proyecto pretende perfeccionar estos mecanismos en un entorno de laboratorio integrado. El objetivo de PulseUS es promover la tecnología verde tanto a través de la innovación científica como de una amplia divulgación educativa.

Objetivo

Sustainable solutions for global warming and groundwater pollution depend on reducing fossil fuel use and controlling wastewater discharges. Electrochemical urea production from CO2 and NO3- offers a promising approach to closing carbon and nitrogen cycles. However, traditional methods are energy-intensive and produce significant CO2 emissions, while current electrochemical processes face issues with selectivity, rate, and durability. Symmetrical pulsed potential electrolysis addresses key issues of continuous potential application, but optimal performance remains elusive due to the lack of effective strategies for controlling the evolving electrode microenvironment, which governs reaction kinetics and product distribution. This approach further reduces effective reduction time by half, limiting urea yield. I hereby propose developing dual-atom catalysts (DACs) by integrating CO2- (e.g. Cu) and NO3-- (e.g. Mo) selective sites on a suitable support, alongside a novel electrolysis method called Asymmetric Low-Frequency Pulsed Potential Electrolysis (ALFPE). These DACs will enable efficient C-N coupling, while ALFPE will precisely control the catalyst’s microenvironment to enhance activity, selectivity, and stability for urea production. The underlying mechanisms will be studied using in situ spectroscopy (FTIR, Raman) and DFT simulations, examining the effects of ALFPE parameters, electrolyte composition, and reactor design. Supported by LTU’s advanced research ecosystem, the project will foster interdisciplinary collaboration and utilize the Experimental Physics lab. I commit to the broad dissemination/communication of PulseUS outcomes, engaging audiences from secondary school students to researchers.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

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

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinador

LULEA TEKNISKA UNIVERSITET
Aportación neta de la UEn
€ 252 180,00
Dirección
UNIVERSITETSOMRADET PORSON
971 87 LULEA
Suecia
Región
Östra Sverige Stockholm Stockholms län
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
Sin datos