Description du projet
Une nouvelle inspiration pour les catalyseurs de réduction de l’azote
La réduction artificielle de l’azote en ammoniac représente 2 % de l’énergie consommée dans le monde. La synthèse électrochimique de l’ammoniac est une alternative plus économe en énergie. Toutefois, des années de recherche ont donné peu de catalyseurs pour ce processus, et ceux actuellement disponibles sont dotés d’une efficacité très limitée dans l’électroréduction de l’azote. Basé sur l’enzyme nitrogénase, le projet HEINE, financé par l’UE, vise à explorer une stratégie originale pour mettre au point de nouveaux catalyseurs hybrides destinés à la réduction de l’azote dans des conditions ambiantes. En étudiant l’activité unique des enzymes nitrogénases, le projet obtiendra des informations inestimables sur la réduction de l’azote et ouvrira la voie vers une nouvelle génération d’électrocatalyseurs pouvant favoriser cette réaction.
Objectif
Artificial nitrogen reduction to ammonia using the Haber-Bosch process directly supports half of the global food production and accounts for 2% of the global energy consumption. This large consumption of energy originates mostly from the use of H2 (derived from fossil fuels) as a reductant and from the high pressure and temperature required to undertake the Haber-Bosch process.
Electrochemical synthesis of ammonia, using a proton and electron source combined with an electrocatalyst at room temperature to reduce N2, thus presents an appealing, energy-efficient alternative. However, despite years of research, the few currently available catalysts have very limited efficiency in N2 electroreduction.
Drawing inspiration from biochemistry and using the tools of coordination chemistry, catalysis and surface chemistry, this project will explore an original strategy to develop catalysts for the reduction of N2 inspired by the nitrogenase enzyme.
Motivated by the recent discovery of two unique moieties in the nitrogenase cofactor – the presence of a µ6-carbide moiety and a Mo(III) center – and of the increased understanding of substrate pathways in the nitrogenase protein structure, the goal of HEINE is to design new hybrid catalysts based on the immobilisation of accurate mimics of the nitrogenase active sites onto heterogeneous supports used to generate properties analogous of the protein scaffold (hydrophobicity, proton relays, etc.). This will provide us with novel ways to develop functional electrocatalysts for N2 reduction in ambient conditions, combining the activity of traditional solid-state systems, with the selectivity of molecular catalysts.
By identifying and reproducing the parameters responsible for the unique activity of nitrogenase enzymes, HEINE will yield invaluable information on nature’s routes to N2 reduction and will pave the way towards a new generation of electrocatalysts able to promote this reaction.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
- sciences naturellessciences chimiquescatalyseélectrocatalyse
- ingénierie et technologiegénie de l'environnementénergie et combustibles
- sciences naturellessciences biologiquesbiochimiebiomoléculeprotéinesenzyme
Vous devez vous identifier ou vous inscrire pour utiliser cette fonction
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
8092 Zuerich
Suisse