Projektbeschreibung
Photokatalyse auf dem Weg zur CO2-Senkung
Der europäische Energiefahrplan 2050 zielt darauf ab, in den dekarbonisierten Volkswirtschaften der Zukunft die Energiesicherheit und Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Es müssen effiziente Wege für die Produktion von Solarstrom gefunden werden. Die Verwendung von CO2 zur Begrenzung der Karbonisierung erfordert eine genaue Erforschung der CO2-Photoreduktion, die bislang nur unzureichend untersucht wurde. Der Grund hierfür ist, dass sich eine effektive und zuverlässige Photokatalyse nach wie vor schwierig gestaltet, obwohl diese einen potenziellen Weg darstellt. Das EU-finanzierte THEIA-Projekt schlägt eine neue Klasse von Photokatalysatoren vor, die aus der Kombination von Katalyse, Materialwissenschaften und Ingenieurwesen hervorgehen. Im Zuge des Vorschlags werden die Eigenschaften von porösem Bornitrid (BN) untersucht, um diese mit wichtigen Eigenschaften für die CO2-Senkung über Photokatalyse zu bereichern.
Ziel
CONTEXT: Reshaping our energy portfolio considering the sustainability of global energy resources is central to the European Energy Roadmap 2050. Hence, researchers need to identify efficient routes towards solar fuels production. Unlike H2 evolution, CO2 photoreduction has been poorly studied. Given the scope for CO2 utilisation in a carbon-constrained future, there is an exciting opportunity to devote targeted research towards CO2 photoreduction. Photocatalysis is one route towards CO2 reduction. Yet, the design of a cost-effective, sustainable, efficient and robust photocatalyst remains a highly challenging task.
PROPOSAL: I propose to merge catalysis, materials science and engineering to develop a radically new class of photocatalysts, i.e. porous boron nitride (BN)-based materials for CO2 reduction. My approach is opposite to current research trends which explore non-crystalline and non-porous materials, and aims to compete with the 40-year old benchmark in the field, TiO2. Porous BN combines key attributes for CO2 photoreduction: (i) chemical, structural and optoelectronic tunability, (ii) high porosity, (iii) semi-crystalline to amorphous nature. These features provide unique pathways towards effective sorption of reactants/products, facile band gap engineering, and enhanced surface charge transfer. Their semi-crystalline to amorphous nature may facilitate scale-up.
IMPACT: I will address three major challenges:
1. Creating a porous BN-based material platform with adsorptive and photocatalytic functionalities
2. Adding a new dimension to photocatalyst design via porosity control
3. Creating approaches to molecular- and micro-structure engineering in porous BN
Realization of these advances would lead towards a ‘dream photocatalyst’ with integrated adsorptive, optoelectronic and catalytic functionalities. The impact will benefit fields for which interfacial phenomena are key: molecular separation, catalysis and drug delivery.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
SW7 2AZ LONDON
Vereinigtes Königreich