A probléma, kihívás bemutatása, amelyre a kutatási projekt választ kíván adni
A SOLAR2CHEM projekt célja, hogy a kezdő kutatóknak magas szintű képzést biztosítson a napenergia kémiai hasznosításának területén, valamint ellássa őket olyan készségekkel, melyek elengedhetetlenek a sikeres karrierhez.
A SOLAR2CHEM projekt keretében új hibrid anyagok tanulmányozására fog sor kerülni, melyek részét képezik a könnyen előállítható és megfizethető szén-alapú félvezetők, valamint a molekuláris katalizátorok. A vizsgálatok során kiemelt figyelmet szentelünk a kiemelkedő hatékonyság és szelektivitás elérésére, a projekt által kitűzött vegyületek előállítása terén. Az ilyen szempontok alapján ígéretesnek bizonyuló hibrid anyagok funkcionális fotoelektrokémiai és fotokatalitikus reaktorokba történő beépítése is a projekt célját képezik.
A kutatási projekt célkitűzései
- 15 kezdő kutató képzése, megismertetve őket a legkorszerűbb tudományos eredményekkel és technikákkal, kiemelt figyelmet helyezve az interdiszciplináris tudásra a fizikai tudományok területén (kémia, fizika, anyagtudomány, mérnöki tudományok), ellátva őket kommunikációs, vezetői, menedzsment készségekkel és szilárd szakmai kapcsolatokkal;
- fejleszteni a napenergia hasznosításban használt hibrid eszközökkel kapcsolatos tudást, hangsúlyt helyezve az új molekulákra és olyan anyagokra melyek hatékonyabbak és szelektívebbek a jelenleg alkalmazottaknál, szem előtt tartva azok környezeti lábnyomát is, melyet az anyagok elérhetősége és az előállítási folyamatuk határoz meg. Külön figyelmet fogunk fordítani a legkorszerűbb jellemzési technikákra és a modellezésre;
- gondoskodni a napenergia által előállított kémiai anyagok a döntéshozók és az érdekhordozók körében történő promótálásáról is, valamint elérni a magánszektort is a megfelelő kommunikáció által.
A kutatási projekt legfontosabb tevékenységei
A SOLAR2CHEM projekt kutatási céljai a következők:
- Hibrid fotoanódok készítése a kiindulási vegyületek szelektív oxidációjához (víz, alkoholok és alkének);
- Hibrid fotokatódok szintetizálása H2, CH3OH és NH3 előállításhoz;
- Összetett fotokatalizátorok megtervezése a projekt által kitűzött vegyületek egyidejű oxidációs és redukciós reakcióihoz;
- Különböző fotoelektródok tanulmányozása fejlett spektroszkópiai technikákkal és kvantum kémiai elemzésekkel, mint pl. ultragyors spektroszkópia, 2D elektron mikroszkópia és röntgen szinkrotron mérések;
- Fotoelektrokémiai és fotokatalitikus reaktorok tervezése az előzőekben alkalmazott fotoelektródok és fotokatalizátorok kombinálásával, valamint teljesítményük optimalizálása a különböző vegyületekre; és
- Fenntarthatósági elemzés elvégzése egyrészt a technológia európai szintű promótálásához, valamint a technológia alkalmazásához szükséges megfelelő jogi keretrendszer biztosításához.
Várható eredmények, TRL szint
A SOLAR2CHEM projekt keretében történő kutatás újdonság tartalma a fentiekben részletezett kihívásokra fog választ adni a fotoelektrokémiai reaktorok megtervezésével. A partnerség a H2020 Díjazott “Sunfuel-EICPrize-2021” keretében megfogalmazott kihívásra keres választ, melyben egy laborméretű mesterséges fotoszintetikus rendszer prototípusának kifejlesztése a cél, mellyel használható szintetikus tüzelőanyagot lehet előállítani. Az „EU Graphene” és a „FET Sunrise” zászlóshajó projektekkel szoros együttműködés kialakítása, melynek várható eredménye a tudástranszfer, a kezdő kutatók kiegészítő szaktudással való ellátása, valamint megismertetésük egy szélesebb akadémiai és nem akadémiai hálózat tagjaival.
Projekt partnerek – akadémia és ipar
Kedvezményezettek – fogadó szervezetek
- Galwayi Egyetem
- Cambrige-i Egyetem
- Dán Műszaki Egyetem
- Valenciai Műszaki Egyetem
- Max Plank Kolloidok és Interfészek Intézet Institute
- Katalóniai Kémiai Kutatási Intézet
- Svájci Állami Technológiai Intézet
- Tampere-i Egyetem
- Szegedi Tudományegyetem
- Johnson Matthey
Partner szervezetek – munkaerőkölcsönzés/képzés
- Californiai Technológiai Intézet
- Sydney-i Egyetem
- Tokiói Egyetem
- Alba Cell Synchrotron
- HyEnergy
- CleverMakeFunny – Steve Cross
- Action Renewables
- Rovira i Virgili Egyetem
A kutatás folytatási irányainak, új projekteknek és kooperációs lehetőségeinek bemutatása
Az „EU Graphene” projekttel közeli együttműködést fogunk kialakítani, mivel a szén-alapú félvezetőket, a grafént és az adalékolt-grafént tervezzük felhasználni a fotoelektródok előállítása során. További együttműködést fogunk kialakítani a „Sunrise” projekttel. A konzorcium az új COST (European Cooperation in Science and Technology) tevékenység alapját fogja képezni, melyet a projekt kutatási eredményei köré terveznek. A kezdő kutatók számára a SOLAR2CHEM Alumni Hálózata a legfontosabb, mely a projekt záró konferenciáján fog megalakulni. A záró konferencián a kezdő kutatók megvitatják a jövőbeli tevékenységüket, mely megbeszélés eredményeit egy jelentés keretében foglalják össze.
