Projektbeschreibung
Die ultraselektive Reinigung von Spuren- und Massenverunreinigungen ist zum Greifen nah
Die Reinigung von Gasen ist für viele Bereiche wie Umweltschutz und Energieerzeugung von entscheidender Bedeutung. Herkömmliche Reinigungstechnologien beruhen auf der Adsorption von Verunreinigungen durch chemische Reaktionen zwischen dem interessierenden Gas und dem Substrat (Chemisorption), wodurch diese über chemische Bindungen effektiv aneinandergekettet werden. In jüngster Zeit hat jedoch die Verwendung mikroporöser Materialien für die Physisorption, bei der Materialien Moleküle ohne chemische Veränderung physikalisch einschließen, an Bedeutung gewonnen. Ziel des EU-finanzierten Projekts SYNSORB ist es, die Physisorption als eine mögliche Vorgehensweise für eine weniger energieintensive Reinigung zu etablieren. Seine bahnbrechenden ultramikroporösen Materialien könnten den Weg für eine ultraselektive Reinigung mit einer um mindestens eine Größenordnung höheren Kapazität im Vergleich zu den vielversprechendsten derzeit in Entwicklung befindlichen Materialien ebnen.
Ziel
This is the “Age of Gas”; disruptive new technologies must develop around the use of gases as fuels, therapies or feedstock chemicals. Specifically, new approaches to gas storage (transportation and delivery) and purification (commodities) are urgently needed to address the large energy footprint, cost and/or risk associated with existing technologies (e.g. chemisorbents). In particular, water and chemical commodity purification are global challenges, each consuming > 10% of global energy output. SYNSORB will reduce the energy footprint of purification processes through crystal engineering (design), characterisation (structure/function) and modelling (binding interactions) studies that enable understanding of how pore size /chemistry impact the properties and performance of physisorbents. Our objective is to find the energetic sweet spots that enable new benchmarks for selectivity and working capacity for gas (e.g. CH4, C2, C3) and vapour (e.g. H2O) purification at practically relevant conditions.
Key scientific impacts include the following:
(i) Understanding how pore size/chemistry impact selectivity, binding energy and kinetics of physisorption will afford fundamental knowledge concerning optimal pore size/chemistry for ultra-selective removal of both trace (< 1%) and bulk impurities.
(ii) Trace gas removal from even binary gas mixtures was unattainable by physisorbents until recently, when new classes of ultramicroporous materials, HUMs (introduced by the PI in Nature, 2013, and Science, 2016) and AUMs were introduced. The nature of HUMs/AUMs means that they offer new benchmarks for selectivity by > one order of magnitude vs. zeolites and MOFs, thereby enabling removal of trace impurities.
(iii) SYNSORB will address purification of multi-component gas mixtures that mimic real world gas mixtures by using bespoke sorbents for each trace impurity (see Scheme below), enabling 1-step removal of multiple impurities for the first time.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenanorganische Chemieanorganische Verbindungen
- Technik und TechnologieUmwelttechnikEnergie und Kraftstoffe
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Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-ADG
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- Limerick
Irland