Descripción del proyecto
Conversión eficiente del CO2 mediante catalizadores de nanoclústeres de metal
La conversión electroquímica del CO2 en combustibles y productos químicos valiosos supone una solución prometedora para compensar el cambio climático. Sin embargo, convertir el CO2 en productos deseados no es nada fácil, pues es una molécula estable y relativamente poco reactiva. A pesar de los considerables progresos realizados en el diseño de catalizadores de nanopartículas metálicas que activan el CO2, la elevada dispersión de las nanopartículas convencionales limita nuestra comprensión fundamental sobre cómo afecta su estructura a su actividad catalizadora. El proyecto financiado con fondos europeos MENACE-CO2 utilizará nanoclústeres de metal protegidos mediante ligandos anatómicamente precisos, un nuevo tipo de catalizador de tamaño intermedio entre las moléculas pequeñas y las nanopartículas. Al diferencia de las nanopartículas, estos nanoclústeres son partículas monodispersas con una composición definida que puede caracterizarse estructuralmente a nivel atómico. Comprender mejor la relación entre la actividad y la estructura de un catalizador potenciará el desarrollo de catalizadores adecuados para la conversión del CO2.
Objetivo
Combatting the menace of global warming requires solutions to recycle carbon dioxide (CO2). Electrochemical (EC) CO2 reduction reactions (CO2RR) could potentially solve this problem by the storage of energy from renewable sources in the form of chemical energy in fuels or value-added chemicals in a sustainable manner. However, CO2 is a highly stable molecule and catalysts are needed to overcome its kinetically sluggish reduction. Despite the considerable progress in the design of metallic nanoparticle (NP) catalysts, the polydispersity of conventional NPs limits the fundamental understanding of structure-activity relationships, which remains the bottleneck for further catalyst development. To overcome this problem, I propose the utilization of a novel class of catalysts that lie in the transition regime between small molecules and NPs: Atomically precise ligand-protected metal nanoclusters (MNCs). Contrary to NPs, MNCs are monodisperse particles with a defined composition that can be structurally characterized at the atomic level. The aim of this project is to develop the full potential of MNCs for catalytic EC CO2RR i) by studying MNC structure-activity relationships, including size, protecting ligands and metal composition; ii) by tuning their catalytic performance, modifying MNCs with molecular metal-oxides to enhance CO2 adsorption; and iii) by their immobilization into nanocarbon materials, improving catalyst stability and performance due to the synergy between the support substrate and supported catalyst. The goal of the MENACE-CO2 project is to shed light into the precise correlation of structure with catalytic properties, enabling the rational optimization of this novel type of catalysts. Moreover, this project will open new perspectives by engineering nanocomposites, recognizing the roles of each component and how they synergize to achieve their properties to, ultimately, open new directions in CO2 conversion.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
46022 Valencia
España