Description du projet
Une révolution dans la recherche sur les catalyseurs durables
La durabilité représente l’avenir. Le projet SINCAT, financé par le Conseil européen de la recherche, ambitionne de révolutionner la recherche sur les catalyseurs afin de permettre un avenir dans lequel l’énergie propre provient de la lumière du soleil et des piles à combustible à hydrogène, et les émissions de CO2 sont transformées en ressources précieuses. En dépassant les limites imposées par les études actuelles, le projet cherche à développer des matériaux catalytiques hautement efficaces, essentiels à une société durable. Les chercheurs créeront, à cette fin, un réacteur nanofluidique unique en son genre, qui permettra d’étudier les nanoparticules catalytiques individuelles ainsi que leurs réactions. L’intégration de sondes optiques plasmoniques permettra d’obtenir des informations en temps réel sur la dynamique des particules catalytiques au cours des réactions. Le projet SINCAT étudiera le rôle de l’état d’oxydation catalytique dans le procédé Fischer-Tropsch ainsi que les voies de réaction causée par les électrons chauds induites par plasmon pour la réduction catalytique du CO2.
Objectif
Imagine a sustainable society where clean energy is produced from sunlight, and water is converted into hydrogen to fuel a fuel cell, which produces electric energy to power the electric motor in a car. At the same time, CO2 emissions are captured and converted to hydrocarbons that are again used as fuel or as resource for fine chemical synthesis. At the heart of this vision is heterogeneous catalysis. Hence, for it to become reality, tailored highly efficient catalyst materials are of paramount importance. The goal of this research program is therefore to establish a new experimental paradigm, which allows the detailed scrutiny of individual catalyst nanoparticles and their reaction products under application conditions.
The catalytic performance of nanoparticles is directly controlled by their size, shape and chemical composition. Current studies are, however, conducted on ensembles of nanoparticles. Therefore, such studies are plagued by averaging effects, which deny access to the key details related to how size, shape and composition control catalyst performance. To eliminate this problem, we will nanofabricate a unique nanofluidic reactor device that will enable us to scrutinize catalytic processes and products at the individual catalyst nanoparticle level. In a second step, we will integrate plasmonic optical probes with the nanoreactor to be able to simultaneously monitor the dynamics of the catalyst particle state during reaction.
Finally, we will apply the nanoreactor to investigate the role of the catalyst oxidation state in Fischer-Tropsch catalysis. In parallel, we will explore novel plasmon-induced hot electron-mediated reaction pathways for catalytic CO2 reduction, as part of a carbon-neutral energy cycle. We anticipate unprecedented insight into the role of catalyst particle state, size and shape in these processes. This will facilitate the development of more efficient catalyst materials in the quest for an energy-efficient and sustainable future.
Champ scientifique
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
412 96 GOTEBORG
Suède