Stikstofreductie: optimalisatie van de Faraday-efficiëntie van elektrokatalysatoren door een combinatie van geavanceerde elektrochemie en elektronenmicroscopie.

Een van de grootste wereldwijde uitdagingen is het minimaliseren van broeikasgasemissie. Het ontwikkelen van een milieuvriendelijker alternatief voor het energie-intensieve Haber-Bosch-proces is een veelbelovende manier om dit probleem aan te pakken. Dit project focusseert daarom op de ontwikkeling van de stikstofreductiereactie, die meer energie efficiënt is. Helaas hebben de huidige katalysatoren voor dit proces zeer lage activiteiten en selectiviteit. Ons doel is dus om een nieuwe state-of-the-art katalysator te ontwikkelen, bestaande uit Fe-Au kern-schil nanodeeltjes op een stikstof-gedoteerde koolstof drager. Fe en Au vertonen beide goede katalytische eigenschappen voor de stikstofreductiereactie, maar we verwachten dat de combinatie van beide elementen tot synergie zal leiden, zoals eerder geobserveerd voor kern-schil deeltjes in gelijkaardige reacties. Om de stabiliteit en activiteit te verbeteren zullen de katalysatoren worden ingebouwd in een poreuze drager. De combinatie van elektronenmicroscopie en elektrochemische testen laat toe om de katalysator op rationele manier te verbeteren. De effecten van de poreuze drager, doping, deeltjesdistributie, core-shell configuratie en de structuur van de interfaces op de activiteit zal worden bestudeerd. Degradatiemechanismes zullen worden onderzocht om de uiteindelijke stabiliteit te verbeteren. Dit onderzoek in een belangrijke stap bij om de stikstofreductiereactie industrieel rendabeler te maken.

Trefwoorden:NANOMATERIALEN, ELEKTROCHEMIE, GEBRUIK VAN STIKSTOF

Disciplines:Elektrochemische methoden, Chemische karakterisering van materialen, Elektrochemie, Nanoschaalkarakterisering, Materiaalsynthese

Project type:Samenwerkingsproject