Plasmakatalyse op nanoschaal: Modelontwikkeling voor diffusie van plasmadeeltjes in poriën en studie van het katalytisch gedrag aan het porie-oppervlak.

In dit project willen we een generisch model ontwikkelen om de diffusie van plasmadeeltjes in en uit katalysatorporiën te simuleren, alsook de katalytische reacties aan het oppervlak, om inzicht te verkrijgen in de onderliggende processen van plasmakatalyse, en meer specifiek van de plasmakatalytische conversie van CO2 en H2 naar methanol aan een Cu-katalysator. Met behulp van kwantumchemische berekeningen willen we de adsorptie-eigenschappen van de belangrijkste plasmadeeltjes bepalen, alsook de verschillende reactiemechanismen en reactiesnelheden. In parallel willen we ook een Monte Carlo model ontwikkelen om de diffusie van plasmadeeltjes in katalysatorporiën, en hun oppervlaktereacties, te simuleren, waarvoor we de resultaten van de kwantumchemische berekeningen zullen gebruiken. We willen de minimum poriediameter bepalen, nodig voor de plasmadeeltjes om in de katalysatorporiën te dringen en chemische reactiies te ondergaan, alsook welke reactieproducten en nevenproducten gevormd worden en of deze producten uit de poriën kunnen diffunderen om plaats te maken voor nieuwe reactants. De results van deze studie zullen ons de noodzakelijke informatie verschaffen om de plasmakatalytische processen op fundamenteel niveau te begrijpen, en ze zijn essentieel om deze processen verder to optimiseren.

Trefwoorden:MONTE CARLO SIMULATIES, PLASMACATALYSE, DENSITY FUNCTIONAL THEORY, COMPUTATIONELE CHEMIE

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