Plasmakatalyse op nanoschaal: een generisch Monte Carlo model voor onderzoek naar de diffusie en de chemische reacties van plasmadeeltjes aan poreuze katalysatoren.

In dit project willen we een generiek model ontwikkelen om de diffusie van plasmadeeltjes in en uit de poriën van een katalysator te simuleren, alsook de katalytische reacties aan het porieoppervlak. Op deze manier trachten we inzicht te verwerven in de onderliggende processen van plasmakatalyse in het algemeen, en specifiek van de plasmakatalytische conversie van CO2 en H2 naar methanol. In dit project willen we focussen op de conversie op een Cu-katalysator.Met behulp van kwantumchemische berekeningen willen we de adsorptie-eigenschappen bepalen van de belangrijkste plasmadeeltjes en de verschillende reactiemechanismen en reactiesnelheden aan het oppervlak.In parallel willen we een Monte Carlo model ontwikkelen om de diffusie van plasmadeeltjes in katalysatorporiën te bestuderen, alsook hun oppervlaktereacties, waarvoor we gebruik zullen maken van de resultaten bekomen via de kwantumchemische berekeningen. Dit model zal ons toelaten om de rol van plasmadeeltjes te bestuderen bij de methanolsynthese, de invloed van de poriegrootte en de porievorm, op het totale rendement, welke reactieproducten en nevenproducten gevormd worden en of deze producten uit de poriën kunnen diffunderen, om plaats te maken voor nieuwe reagentia. De resultaten van deze studie zullen de noodzakelijke informatie verschaffen voor het beter begrijpen van de fundamentele plasmakatalytische processen en zijn essentieel voor het verder optimaliseren van deze beloftevolle processen.

Trefwoorden:MONTE CARLO SIMULATIES, COMPUTERSIMULATIES, PLASMACATALYSE, DENSITY FUNCTIONAL THEORY

Disciplines:Toegepaste wiskunde, Klassieke fysica, Fysica van gassen, plasma's en elektrische ladingen, Analytische chemie, Macromoleculaire en materiaalchemie, Fysische chemie