Combined operando spectroscopy with model-based experimental design to study the mechanism of catalytic surface reactions

Projektinformationen

OpeSpeKin

ID Finanzhilfevereinbarung: 837794

DOI 10.3030/837794

Abgeschlossenes Projekt

EK-Unterschriftsdatum 30 April 2019

Startdatum 1 Oktober 2019

Enddatum 30 September 2021

Finanziert unter

• EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions

Gesamtkosten € 212 933,76

EU-Beitrag € 212 933,76

Koordiniert durch

UNIVERSITY COLLEGE LONDON
United Kingdom

Projektbeschreibung

Eine neuartige spektroskopische Methode zur Beleuchtung der katalytischen CO2-Umwandlung

Kohlenstoff ist nicht nur das „Rückgrat“ lebendiger Organismen, sondern auch von Kohlenwasserstoffbrennstoffen wie Methan sowie vielen anderen Molekülen, die in der Natur oder in der Industrie bedeutsam sind. Angesichts seiner enormen Bedeutung befasst sich die organische Chemie ausschließlich mit Kohlenstoffverbindungen. Kohlenstoff bildet besonders stabile Verbindungen, daher kann es sehr schwierig sein, diese aufzubrechen und neue zu knüpfen. Die Katalyse von CO2 könnte sowohl Kohlenstoff-Ausgangsstoffe für Chemikalien auf Kohlenstoffbasis liefern als auch CO2-Emissionen in die Atmosphäre eindämmen. Allerdings sind dafür bessere Katalysatoren dringend erforderlich. Das EU-finanzierte Projekt OpeSpeKin kommt diesem Ziel näher, indem es Katalysatoren in Aktion genauer betrachtet, um ihre Spezifität, Aktivität und Effizienz zu steigern.

Ziel

Global warming from CO2 emissions is one of the greatest challenges facing mankind. Catalysis offers the potential to utilize CO2 as a carbon source, however improved catalysts are required. To unlock the potential of catalytic CO2 conversion, it is neccessary to observe catalysts in-action ‘in-operando’ to design improved active sites and more active/selective and energy efficient processes. Operando spectroscopy is an effective technique in investigating the reactions that take place on catalyst surface. Combining operando spectroscopy with kinetics (spectrokinetics) offers a powerful approach for studying the underlying mechanism of the reaction. This approach can enhance our understanding of the surface reactions and further elucidate the role of surface intermediates in real time of reaction. In this work, the evolution of the concentration of reactants, surface species and products will be used jointly in kinetic modelling to understand the mechanism of the reaction. In most kinetic studies, the procedure leading to a possible reaction mechanism is experiment- and time-intensive. Therefore, in this research, model-based design of experiment (MBDoE) techniques will be employed in designing a set of experiments to obtain the most informative data for development of kinetic model.
Overall, this research project intends to integrate operando spectroscopy with microkinetic modelling to rational design and optimization of new efcient catalytic systems for conversion of CO2.
The project aims at:
1. Optimizing operando spectroscopy set-up
2. Developing alternative kinetic models from microkinetic analysis
3. Employing MBDoE techniques to operando spectroscopy system
4. Identification of reaction mechanism and precise estimation of kinetic parameters
5. Investigating the correlation of surface species with observed reactivity

Wissenschaftliches Gebiet

• Naturwissenschaften › Chemiewissenschaften › Katalyse
• Naturwissenschaften › Naturwissenschaften › Optik › Spektroskopie

Programm/Programme

• H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions Main Programme
• H2020-EU.1.3.2. - Nurturing excellence by means of cross-border and cross-sector mobility

Thema/Themen

• MSCA-IF-2018 - Individual Fellowships

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

H2020-MSCA-IF-2018

Finanzierungsplan

MSCA-IF-EF-CAR - CAR – Career Restart panel

Koordinator

UNIVERSITY COLLEGE LONDON

• Netto-EU-Beitrag: € 212 933,76
• Adresse: Gower street ; WC1E 6BT London ; Vereinigtes Königreich
• Region: London › Inner London — West › Camden and City of London
• Aktivitätstyp: Higher or Secondary Education Establishments
• Weitere Finanzmittel: € 0,00