Descrizione del progetto
Il catalizzatore a base di rame potrebbe trasformare efficacemente la CO2 in prodotti di valore
I cambiamenti climatici globali e la conseguente elevata richiesta di energia sono una delle principali sfide del nostro tempo. Per affrontare questi problemi, ci si sta concentrando sulla generazione di combustibili alternativi e di altri prodotti chimici a valore aggiunto, principalmente derivanti dalla CO2 (strategia «Da rifiuto a risorsa»). Le tecnologie elettrochimiche offrono una soluzione promettente. Il rame rappresenta l’elettrocatalizzatore d’avanguardia di riferimento per convertire la CO2 in materie prime chimiche. Tuttavia, il rame non è particolarmente selettivo e mostra instabilità sul lungo periodo. Il progetto CO2-CAT-ALOG, finanziato dall’UE, utilizzerà una combinazione di sintesi, la caratterizzazione elettrochimica avanzata, la teoria funzionale della densità (DFT) e la modellizzazione microcinetica per acquisire nuove conoscenze sull’attività, sulla selettività, sul meccanismo e sulla stabilità del rame.
Obiettivo
In the age of Anthropocene, major challenges faced by mankind today are the global climate change and the associated huge energy crisis due to ever increased population demand. So, the contemporary interests are towards energy storage and conversion reactions and in generating the alternative fuels (from CO2, waste to wealth strategy). Copper is the known best electrocatalyst for the reduction of CO2 (green-house gas). However, Cu is not particularly selective-stable electrocatalyst and is vary prone to deactivation; selectivity and stability are two important strictures directly associated with the geometric and electronic structure of the catalyst and hence on the CO2 conversion efficacy. Herein, we propose few strategies with CO2-CAT-ALOG such as doping with IIIA group elements, to effectively have active-selective-stable electrocatalyst to reduce CO2 to >C1 desired products and explain the mechanism of actions by carrying out experiments and theory in tandem. Appropriately, this proposal aims at the (i) synthesis of atomically precise, zero-dimensional (0D) modified Cu nanoparticles (mCNPs) supported over 2D materials, (ii) exploring the parameters governing the CO2 activation and stability of the reaction intermediates with the aid of DFT calculations (modelling and simulation at nano-scale) and micro-kinetic modelling (iii) detailed study on selectivity and stability of modified surface and sub-surface of CNPs with IIIA-group with the aid of high-end multi-analytical methodologies. This CO2-CAT-ALOG approach will not only bridge the gap between theory and experiments at the nano-scale level to a possible extent, but also facilitates intra-European knowledge transfer along with direct societal impacts. In addition, proposed work will not only provide solid guidelines to smart-design and screen the robust active-selective-stable electrocatalysts but also addresses issues to overcome impediments in the field of electrocatalysis of CO2 in near future.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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