Projektbeschreibung
Natürliche Katalysatoren für verbesserte solare Brennstoffzellen
Die Nutzung der Solarenergie zur Herstellung nachhaltiger Kraftstoffe wie Wasserstoff erfordert Photokatalysatoren, die sichtbares Licht effizient nutzen können, um Wassermoleküle durch Wasserelektrolyse zu spalten. Auch für die Reduktion von Sauerstoff zu Wasser, einem entscheidenden Schritt für die Stromerzeugung in Brennstoffzellen, werden effiziente Katalysatoren benötigt, um die Reaktion mit minimalen Energieverlusten zu beschleunigen. Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts Cu4Energy sollen natürliche Katalysatoren wie das Kupferenzym Laccase erforscht werden, da es schnell arbeitet und wenig Energie benötigt. Die Forschenden werden die Katalysatorstruktur mit der katalytischen Aktivität in Verbindung bringen und die Energielandschaft des Reaktionszyklus analysieren. Es wird erwartet, dass durch die Projektsergebnisse das grundlegende Verständnis verbessert und hochaktive Kupferkatalysatoren für Sauerstoffspaltungs- und -reduktionsreaktionen erarbeitet werden können.
Ziel
Water oxidation (WO) and oxygen reduction (OR) are crucial reactions to produce and to consume solar fuels. It is important that WO and OR occur with very high catalytic rates with only a very small thermodynamic driving force (i.e. a small overpotential). In these terms, natural catalysts perform significantly better than the artificial systems. Especially the copper enzyme Laccase operates fast at a low overpotential. In principle one could use the same design principles used in the enzymatic systems to produce artificial catalysts for OR and WO. It is envisioned that for the most ideal OR and WO catalysts:
1. all redox reactions within the catalytic cycle should occur as close as possible to the thermodynamic potential where OR and WO become accessible.
2. Equilibria that are not coupled to redox reactions need to be biased for product formation.
3. Proton shuttles are necessary to manage proton transfer concerted with electron-transfer and electron-transfer coupled to O–O bond cleavage or O–O bond formation.
In this proposal molecular copper catalysts for OR and WO are studied by means of a combined electrochemical and computational approach, taking in account the design principles above. Experiments will be carried out wherein the structure of the catalyst is linked to the observed catalytic activity and the potential energy surface of the catalytic cycle. The proposal is in particular focused on the rate-determining step of the catalytic reaction, as improvements here will directly lead to enhanced catalytic rates. A functional model system of Laccase will be designed to study the rate limiting proton-and-electron-coupled O–O bond scission reaction, which is the rate limiting step in OR by Laccase.
The aim of the proposal is to significantly increase of fundamental understanding of the design principles for molecular OR and WO catalysts and to deliver new and very active molecular copper catalysts for OR and WO at the end of the project.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften organische Chemie organische Reaktionen
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Elektrochemie Elektrolyse
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Katalyse
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine Enzym
- Technik und Technologie Umwelttechnik Energie und Kraftstoffe Energieumwandlung
Sie müssen sich anmelden oder registrieren, um diese Funktion zu nutzen
Wir bitten um Entschuldigung ... während der Ausführung ist ein unerwarteter Fehler aufgetreten.
Sie müssen sich authentifizieren. Ihre Sitzung ist möglicherweise abgelaufen.
Vielen Dank für Ihr Feedback. Sie erhalten in Kürze eine E-Mail zur Übermittlungsbestätigung. Wenn Sie sich für eine Benachrichtigung über den Berichtsstatus entschieden haben, werden Sie auch im Falle einer Änderung des Berichtsstatus benachrichtigt.
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
-
H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
Alle im Rahmen dieses Programms finanzierten Projekte anzeigen
Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-STG - Starting Grant
Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2014-STG
Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigenGastgebende Einrichtung
Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
2311 EZ Leiden
Niederlande
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.