Projektbeschreibung
In Nanoporen gefangenes Wasser weist Weg zu nachhaltiger Chemie und Energiespeicherung
Wasser ist ein ausgezeichnetes Lösungsmittel, aber seine hohe Polarität begrenzt die Löslichkeit unpolarer Verbindungen. Wird Wasser in hydrophoben Nanoporen eingeschlossen, verändern sich seine Wasserstoffbrückenbindungsstruktur und damit in Verbindung stehende Eigenschaften wie die Dielektrizitätskonstante und die Solvatationsfähigkeit. Das EU-finanzierte Projekt WATUSO plant nun die Erforschung dieser Idee, bei der es um die Modulation der Lösungsmitteleigenschaften von Wasser durch hydrophoben Nanoeinschluss geht. Durch Druckeinwirkung kann ein heterogenes Gemisch aus schwer löslichen Molekülen und Wasser in hydrophobe Nanoporen des Wirtsmaterials gezwängt werden. Dort soll die verringerte Polarität des Wassers die Löslichkeit apolarer Verbindungen steigern. In Nanoporen eingeschlossenes Wasser eröffnet neue Möglichkeiten der umweltfreundlichen Chemie und weist einen Weg, um schädliche organische Lösungsmittel ersetzen zu können, chemische Hydrierungsverfahren zu verbessern und innovative Wege der Energiespeicherung zu erkunden.
Ziel
Water is the sustainable solvent of excellence but its high polarity limits the solubility of non-polar compounds. Confinement of water in hydrophobic pores alters its hydrogen bonding structure and related properties such as dielectric constant and solvation power. Whether this special state of confined water can be rendered useful in chemical processes is hitherto underexplored. The original idea of this project is to modulate water solvent properties through hydrophobic nano-confinement. Pressure is applied to force a heterogeneous mixture of poorly soluble molecules and water into hydrophobic nanopores of host material where the lowered polarity of water enhances dissolution. Decompression after reaction causes expulsion of the solution from the pores and spontaneous demixing of reaction products as water returns to its normal polar state.
Temporary dissolution enhancement during confinement is expected to be advantageous to chemical reaction and molecular storage. Development of dedicated hydrophobic nanoporous materials and research methodologies providing in situ characterization of confined water, solutes and host material using NMR, EIS, DRS, X-ray and neutron scattering under static and dynamic conditions are key aspects of this project. Nano-confined water offers a potential alternative to compression for storing CH4 and H2 gas, and opens new opportunities for green chemistry such as aqueous phase hydrogenation reactions which benefit from enhanced hydrogen solubility.
Unprecedented control in time and space over H2O solvation properties in a WATUSO system will enable new technologies with major scientific and societal impact. WATUSO will lead to new insights in water research and deliver new multi-diagnostic characterization tools. WATUSO could revolutionize chemical manufacturing and gas storage and the concept could spill over to many more solvent-based processes. WATUSO will contribute significantly to a greener, more sustainable chemical industry.
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.
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- Technik und Technologie Umwelttechnik Energie und Kraftstoffe erneuerbare Energie
- Technik und Technologie Werkstofftechnik
- Technik und Technologie Nanotechnologie Nanomaterialien nanostrukturierte Massenmaterialien
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Physikalische Chemie
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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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-ADG - Advanced Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2018-ADG
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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.
3000 LEUVEN
Belgien
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.