Opis projektu
Nowe katalizatory do redukcji azotu
Technologiczny proces redukcji azotu do amoniaku odpowiada za zużycie 2 % światowej energii. Bardziej energooszczędną alternatywą jest elektrochemiczna synteza amoniaku. Jednak mimo wielu lat badań naukowcom nie udało się opracować zbyt wielu katalizatorów dla tego procesu, a wykorzystywane katalizatory charakteryzują się bardzo ograniczoną wydajnością w elektroredukcji azotu. Celem naukowców z finansowanego przez UE projektu HEINE jest przetestowanie unikalnej strategii, która pozwoli im opracować nowe hybrydowe elektrokatalizatory do redukcji azotu w warunkach otoczenia, inspirowane enzymem nitrogenazą. Badając wyjątkową aktywność nitrogenazy, naukowcy dostarczą cennych informacji na temat redukcji azotu oraz przyczynią się do opracowania nowej generacji elektrokatalizatorów przyspieszających tę reakcję.
Cel
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.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki chemicznekatalizaelektrokataliza
- inżynieria i technologiainżynieria śodowiskaenergetyka i paliwa
- nauki przyrodniczenauki biologicznebiochemiabiocząsteczkibiałkaenzymy
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
8092 Zuerich
Szwajcaria