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Enabling Eco-friendly innovation in Chromium electroplating with molecular dynamics simulations

Descrizione del progetto

Progettare processi di galvanostegia sostenibili tramite simulazione molecolare

Il settore industriale è alla ricerca di alternative più ecologiche alle sostanze chimiche pericolose, per questo è importante sviluppare tecnologie di galvanostegia sostenibili. Ciò consente di ridurre l’impatto ambientale pur mantenendo rivestimenti metallici ad alte prestazioni. In quest’ottica, il progetto EcoChromium, finanziato dall’UE, punta a rendere la cromatura elettrolitica più sicura e sostenibile, sostituendo il Cr(VI) cancerogeno con processi a base di Cr(III) rispettosi dell’ambiente. Grazie a simulazioni avanzate di dinamica molecolare, il progetto studia come i solventi ionici densi influenzino il trasporto degli ioni di cromo alle interfacce degli elettrodi. Si tratta di un fattore fondamentale per ottenere un’elettrodeposizione efficiente. Per ridurre il ricorso ad approcci basati su tentativi ed errori, il progetto svilupperà modelli computazionali accurati per prevedere e convalidare i risultati a livello sperimentale. In definitiva, il suo scopo è fornire gli strumenti e le informazioni necessarie per spianare la strada al piano d’azione europeo per l’inquinamento zero.

Obiettivo

Enabling Eco-friendly innovation in Chromium electroplating with molecular dynamics simulations (EcoChromium) addresses the need for an alternative to cancerogenic Cr(VI) in chrome electroplating. The project investigates the behavior of Cr(III) in dense ionic solvents (DIS) using computer simulations. The scientific aim is to understand how the layering of DIS at the electrode interface influences the permeability to Cr(III) ions – a hypothetically major factor for achieving successful electrodeposition. This work establishes a computational workflow to predict this permeability, reducing the need for extensive experimental screening.
The planned work involves creating and validating accurate force fields for chromium-containing systems. Subsequently, the potential-dependent layering of DIS at electrode interfaces will be simulated. The potential of mean force (PMF) for Cr(III) ions will be computed to quantify interface permeability, thus, enabling the identification of optimal DIS compositions. This computational work will be followed by experimental validation to verify the core hypothesis.
The expected outputs include a benchmark dataset for chromium and DIS, an open-source MD simulation toolkit for modeling interfacial electrochemistry, and a mechanistic understanding of the electroplating process. These outputs will accelerate the development of eco-friendly electroplating methods for a wide range of metals, supporting the European Union's Zero-Pollution Action Plan.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-WIDERA-2025-TALENTS-01

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Coordinatore

LATVIJAS UNIVERSITATE
Contributo netto dell'UE
€ 177 110,88
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)