Description du projet
La photocatalyse sur la voie de la réduction des émissions de CO2
La feuille de route européenne pour l’énergie à l’horizon 2050 entend garantir la sécurité et la durabilité énergétiques des futures économies décarbonisées. Il est nécessaire de découvrir des voies efficaces vers une production d’énergie solaire. L’utilisation du CO2 pour limiter le processus de carbonisation requiert une recherche précise sur la photoréduction du CO2, qui demeure insuffisamment étudiée. Même si la photocatalyse représente une voie potentielle, cette insuffisance s’explique par le fait que la création d’un photocatalyseur efficace et fiable reste complexe. Le projet THEIA, financé par l’UE, suggère une nouvelle classe de photocatalyseurs issue de l’association de la catalyse, de la science des matériaux et de l’ingénierie. Cette proposition étudie les propriétés du nitrure de bore (NB) poreux pour l’imprégner avec des propriétés clés de la réduction des émissions de CO2 par le biais de la photocatalyse.
Objectif
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.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
SW7 2AZ LONDON
Royaume-Uni