Projektbeschreibung
CO2-neutralen Brennstoff und die chemische Herstellung kommerziell tragfähig machen
Die elektrochemische Reduktion von CO2 ist ein vielversprechendes technisches Verfahren für die Herstellung CO2-neutraler Brennstoffe und Chemikalien, bei dem erneuerbarer Strom verwendet wird. Aktuelle Elektrokatalysatoren verhindern jedoch die wirtschaftliche Tragfähigkeit des Verfahrens. Der Hauptgrund dafür ist, dass die elektrokatalytischen Eigenschaften, die zur CO2-Senkung erforderlich sind, noch schlüssig ermittelt werden müssen. Das EU-finanzierte Projekt CO2RR VALCAT zielt darauf ab, bessere Erkenntnisse zu diesen Eigenschaften zu gewinnen, um hochwertige Elektrokatalysatoren herzustellen, die unmittelbar bei funktionierenden Anlagen eingesetzt werden könnten. Hierzu wird die d-Band-Struktur von Übergangsmetallen genutzt und intermetallische Elektrokatalysatoren werden synthetisiert, vorbehandelt, charakterisiert und geprüft. Darüber hinaus werden Elektrokatalysatoren entdeckt, um intermetallische Legierungen zu ermitteln, die Potenzial zeigen.
Ziel
Electrochemical carbon dioxide reduction is a promising technology for producing carbon-neutral fuels and chemicals using renewable electricity. Unfortunately, contemporary electrocatalysts lack the activity required to make the process commercially viable. The search for electrocatalysts with superior activity has been hindered by the fact that the electrocatalyst properties required to reduce carbon dioxide have not been definitively identified. Herein, I propose to utilize the d-band structure of a transition metal electrocatalysts as a descriptor for its electrocatalytic activity. The d-band structure of transition metals normally incapable of carbon dioxide reduction will be tuned to resemble those of known electrocatalysts via the formation of strong intermetallic bonds with ionic character. These intermetallic electrocatalysts will be synthesized in a thin film format and transferred into an ultra-high vacuum system where they will be pretreated, characterized, and tested in an inert and integrated environment, enabling the systematic elucidation of the impact of d-band structure on carbon dioxide reduction activity. Following this approach, novel electrocatalysts will be discovered with superior activity to the state-of-the-art electrocatalysts. Once promising intermetallic alloys are identified, their activity will be quantified as a function of their surface atomic density via epitaxial intermetallic thin film growth on crystallographically oriented Si wafers. If undercoordinated surfaces exhibit superior electrocatalytic activity, intermetallic mass-selected nanoparticles will be synthesized and their activity quantified as a function of partizle size. Thus, the proposed research project aims to develope a fundamental understanding of the electrocatalysts properties required to reduce carbon dioxide and exploit these insights to develope superior electrocatalysts that could be immediately employed in working devices.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFKoordinator
2800 Kongens Lyngby
Dänemark