Innovatieve 3-dimensionale elektronenmicroscopie om de katalytische activiteit van kern-schil nanodeeltjes te versterken.

Elektronentomografie is een zeer krachtige techniek die toelaat om de 3-dimensionale structuur van nanomaterialen te onderzoeken, ook op atomaire schaal. Echter, nieuwe ontwikkelingen binnen de nanotechnologie versterken de vraag naar nog meer geavanceerde kwantitatieve 3-dimensionale karakteriseringstechnieken die kunnen gebruikt worden om complexe (hetero-)nanostructuren te bestuderen. Binnen dit project zullen we ons toespitsen op hetero-metallische deeltjes met elektrokatalytische toepassingen en kern-schil structuren die van belang zijn binnen de fotokatalyse. Katalytische hetero-nanodeeltjes vertonen sterk verbeterde eigenschappen in vergelijking met nanostructuren die maar uit 1 element bestaan, maar de fundamentele reden voor dit geoptimaliseerd gedrag is nog niet helemaal duidelijk. Om het verband tussen de structuur, samenstelling en katalytische eigenschappen te begrijpen, is innovatieve 3-dimensionale elektronenmicroscopie vereist. Binnen dit project zullen we daarom geavanceerde, aberratie-gecorrigeerde elektronenmicroscopie combineren met nieuwe 3 dimensionale reconstructie algoritmen om zo de structuur en samenstelling van nanomaterialen te kwantificeren. De combinatie van deze baanbrekende experimenten met activiteit en stabiliteitsmetingen zal ons toelaten om cruciale vragen te beantwoorden die zowel belangrijk zijn voor elektro- en fotokatalyse. Op basis van deze unieke inzichten kunnen we de activiteit van de katalytische nanostructuren sterk verbeteren. We verwachten dan ook dat de resultaten van het project enorme impact zullen hebben. Zo kunnen fundamentele inzichten betreffende plasmonica, de fotokatalytische prestaties in zonlicht verbeteren. Dit is van enorm belang bij de ontwikkeling van een betere luchtzuiveringstechnologie. Een gefundeerde selectie van katalysatoren zal ons verder in staat stellen industrieel toepasbare reacties zoals de reductie van CO2 of zuurstofreductie sterk te verbeteren.

Trefwoorden:NANODEELTJES, TOMOGRAFIE, KATALYSE, MICROSCOPIE (TEM)

Disciplines:Fysica van gecondenseerde materie en nanofysica, Katalytische reactietechnieken, Chemisch productontwerp en formulering, Algemene chemische en biochemische ingenieurswetenschappen, Process engineering, Scheidings- en membraantechnologie, Transportfenomenen, Andere (bio)chemische ingenieurswetenschappen