FKKT

Toplogredni plin CO2 velja za enega glavnih povzročiteljev pojava globalnega segrevanja in vzrok za podnebne spremembe. Pretvorba CO2 v gorivo oz. energetsko bogate spojine je idealen pristop za reševanje problema emisij CO2 in energetske krize. CO2 je v naravi v obilju in je v nizkih koncentracijah nestrupen. Poleg tega je poceni, zaradi česar sodi med obetajoče vire energije.

Namen tega projekta je razširitev znanja o pretvorbi CO2 v uporabne kemikalije s katalitskimi in fotokatalitskimi metodami, pri čemer bomo uporabili zelo aktivne hierarhično porozne strukture (Ni in Cu nanešena na ZrO2 in CeO2) ali trdne raztopine sklopljenih materialov na osnovi CeO2 in TiO2 ( CuxO-TiO2, CeO2-TiO2, CeO2-CuxO-TiO2). Projekt se osredotoča na razumevanje povezave med aktivnostjo, selektivnostjo in stabilnostjo hierarhično poroznih nosilnih struktur za katalizatorje ter fotokatalitsko aktivnih strukturnih materialov, ki temeljijo na TiO2, in njihovih fizikalno-kemijskih lastnosti. Cilj predlaganega projekta je določitev in opis povezave med sinteznimi parametri in lastnostmi materialov, tako temeljnih kot funkcionalnih. Aktivnost katalizatorjev in fotokatalizatorjev bomo določili z meritvami katalitske in fotokatalitske  pretvorbe CO2 v uporabne spojine. Raziskali bomo glavne parametre, ki lahko izboljšajo masni prenos in mehanizem prenosa nosilcev naboja v sklopljenih polprevodnikih pri katalitski pretvorbi CO2. Pridobljene informacije bodo pripomogle k boljšemu razumevanju povezave med strukturo in aktivnostjo, kar bo omogočilo pripravo materialov z izboljšanimi lastnostmi.

Raziskovalne dejavnosti predlaganega projekta so razdeljene v 3 delovne sklope:

• DS1: Sinteza in karakterizacija katalizatorjev in fotokatalizatorjev na osnovi materialov z mezoporoznimi mešanimi kovinskimi oksidi z nanokompozitno strukturo, katerih glavna naloga je pretvorba CO2 (meseci 1-30)
• DS2: Določitev aktivnosti sintetiziranih materialov pri katalititski in fotokatalitski pretvorbi CO2 (meseci 4-36)
• DS3: Razumevanje ključnih parametrov, ki vplivajo na aktivnost preiskovanih materialov in povzemanje rezultatov (meseci 3-36)

Namen projekta je določitev glavnih vplivov na aktivnost pripravljenih materialov pri pretvorbi CO2, ter določiti razmerje med aktivnostjo, selektivnostjo in stabilnostjo materialov ter njihovimi fizikalno-kemijskimi lastnostmi. Vloga vsakega partnerja je določena v podrobnem opisu delovnih sklopov, ki je bil predložen vodilni agenciji. Za sintetski del bosta odgovorna slovenska partnerja (UL in ZAG), češki partner (VŠB-TUO) pa bo vodil karakterizacijski (strukturni in funkcionalni) del, pri katerem bosta sodelovala tudi oba slovenska partnerja. VŠB-TUO ima dolgoletne izkušnje na področju uporabe heterogene fotokatalize v okolju, priprave različnih tipov materialov, ter testiranja njihove aktivnosti v fotokemijskih reakcijah. UL ima komplementarno strokovno znanje na področju t.im. mokre sinteze katalizatorjev in karakterizacije katalizatorjev v obliki tankih plasti in prahu. ZAG že več kot desetletje raziskuje fotokatalizo s TiO2 in kompozitnih materialov s TiO2. Sodelujoči projektni partnerji se torej dopolnjujemo v infrastrukturi, znanju in izkušnjah.

Vsi rezultati projekta bodo dostopni po objavi v znanstvenih člankih.