Descripción del proyecto
Una reacción de reducción del nitrógeno para lograr una síntesis de amoníaco sostenible
El amoníaco es una importante sustancia química para fabricar fertilizantes. La reacción de reducción del nitrógeno (NRR, por sus siglas en inglés) electrocatalítica está captando una gran atención como una prometedora alternativa para lograr una síntesis del amoníaco ecológica y sostenible. Teniendo esto presente, el proyecto financiado con fondos europeos MOFAmmonia explorará cómo puede la NRR desempeñar su posible función en el ámbito de la economía energética mundial. En particular, combinará la ciencia de materiales, la electrocatálisis y la fotoelectroquímica para desarrollar un nuevo concepto que aúne las virtudes de materiales basados en marcos metalorgánicos (MOF, por sus siglas en inglés) tanto vírgenes como convertidos. Por ejemplo, el equipo desarrollará nuevas rutas sintéticas controlables para la conversión de MOF en electrocatalizadores de NRR porosos y altamente activos con una composición química afinada, además de propiedades catalíticas y electrónicas.
Objetivo
Electrocatalytic N2 reduction reaction (NRR) stands as one of the most promising green alternatives to achieve clean, carbon-free and sustainable NH3 production, solving the globes future production of food and feed-stock chemicals, and serve as practical carrier of sustainable energy. Up to now, the NRR field has been dominated mostly by noble metals, transition metals and their corresponding oxides, carbides, nitrides and sulfides, and metal-free materials. Despite the significant progress in this field, NRR electrocatalysts exhibiting both high activity and selectivity do not exist today and novel materials are still much sought after. Thus, the development of suitable catalytic materials will be a game changer, allowing NRR to fulfil its role in the globes energy-economy landscape.
The projects aim is to develop a new concept to combine the virtues of both pristine and converted Metal-Organic Framework (MOF) based materials, forming a new strategy to overcome the activity and selectivity limitations of currently-explored NRR electrocatalytic systems. Specifically, we will (1) develop new, controllable synthetic pathways for the conversion of MOFs into porous, highly active NRR electrocatalysts, with tuned chemical composition, electronic, and catalytic properties, (2) design pristine MOF-based ion-gating layers to precisely regulate the flux of protons toward the underlying catalytically-active site, and thus suppress the competing HER process and boost NH3 faradaic efficiency, (3) combine the two previous strategies to construct and analyze a full NRR system for simultaneous activity and selectivity enhancement.
This proposal is highly multidisciplinary, combining materials science, electrocatalysis and photo-electrochemistry. It has the potential to significantly accelerate the development of applications in renewable-energy, e.g. solar cells, light-emitting diodes, heterogeneous catalysts, batteries, water electrolyzers, fuel cells, and sensing devices.
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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- ciencias naturalesciencias químicasquímica inorgánicacompuestos inorgánicos
- ciencias naturalesciencias químicascatálisiselectrocatálisis
- ingeniería y tecnologíaingeniería ambientalenergía y combustibles
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
84105 Beer Sheva
Israel