Descrizione del progetto
La luce solare per reazioni chimiche efficienti
Il settore industriale per la produzione di sostanze chimiche organiche, inorganiche e agricole è caratterizzato da un’elevata intensità energetica, che dipende per lo più da combustibili fossili insostenibili. Le risonanze plasmoniche di superficie localizzate (LSPR, localised surface plasmon resonance) sono in grado di concentrare la luce solare su scala molecolare. I materiali plasmonici fanno quasi esclusivamente affidamento su materiali rari e insostenibili, quali Ag e Au. Ciononostante, esistono alcuni metalli presenti in abbondanza sulla Terra che si prevede siano in grado di sostenere in alternativa le LSPR, quali Al, Mg, Na e K. Il progetto SPECs, finanziato dall’UE, progetterà, sintetizzerà e studierà le nanostrutture multimetalliche per svelare un materiale plasmonico economico abbondante sulla Terra. Questo materiale sarà in grado di intrappolare e concentrare la luce solare direttamente su una superficie catalitica, così da alimentare e preparare in modo efficiente e intelligente le reazioni chimiche. Il progetto ha l’obiettivo di ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e dai metalli rari.
Obiettivo
Industries creating inorganic, organic, and agricultural chemicals use a staggering 4.2% of the worldwide delivered energy, mainly from unsustainable fossil fuels. Meanwhile, the sun provides energy that could be utilized to power photochemical reactions sustainably and cleanly. Recent advances revealing how localized surface plasmon resonances (LSPRs), light-driven electron oscillations in metal nanoparticles, can concentrate light at the molecular scale made the dream of efficient photochemistry one step closer. However, plasmonic materials are almost exclusively constructed from the rare and unsustainable metals Ag and Au. In addition to being incompatible with current industrial practices relying on catalytic surfaces to lower energy barriers and guide reactions, Ag and Au cause prohibitive cost challenges for real-world applications. But there is hope: several of the few metals predicted to sustain LSPRs and become potential alternatives to Ag and Au are amongst the most abundant, i.e. sustainable, elements on Earth (Al, Mg, Na, K).
The way forward, and key objective of my proposal, is thus to design, synthesize, and understand multimetallic nanostructures where a cheap, Earth-abundant plasmonic material traps and concentrates (sun)light directly at a catalytic surface to efficiently and intelligently power and choreograph chemical reactions. To achieve this ambitious goal, I devised a project concurrently advancing important aspects of sustainable plasmon-enhanced catalysis, from the development of two synthetic approaches for Earth-abundant plasmonic-catalysts, to the fundamental studies of light-trapping in these new materials with state-of-the-art numerical and experimental approaches and the unravelling of the relative contribution of plasmon-generated hot electrons, enhanced field, and heat using key model chemical reactions. These results will help develop a more sustainable future by lowering our reliance on both fossil fuels and rare metals.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- scienze naturaliscienze chimichechimica fisicafotochimica
- scienze naturaliscienze chimichecatalisi
- ingegneria e tecnologiananotecnologiananomateriali
- ingegneria e tecnologiaingegneria ambientaleenergia e carburanti
È necessario effettuare l’accesso o registrarsi per utilizzare questa funzione
Siamo spiacenti… si è verificato un errore inatteso durante l’esecuzione.
È necessario essere autenticati. La sessione potrebbe essere scaduta.
Grazie per il tuo feedback. Riceverai presto un'e-mail di conferma dell'invio. Se hai scelto di ricevere una notifica sullo stato della segnalazione, sarai contattato anche quando lo stato della segnalazione cambierà.
Programma(i)
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2018-STG
Vedi altri progetti per questo bandoMeccanismo di finanziamento
ERC-STG -Istituzione ospitante
CB2 1TN Cambridge
Regno Unito