Projekti / Programi
Kemija katalizatorjev za čisti zrak
01. januar 2022
- 31. december 2027
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| 2.02.00 |
Tehnika |
Kemijsko inženirstvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.04 |
Naravoslovne vede |
Kemija |
| 2.04 |
Tehniške in tehnološke vede |
Kemijsko inženirstvo |
sinteza, nanostrukture, kompoziti, žlahtne kovine, prehodne kovine, kovinski oksidi, karakterizacija, kataliza, fotokataliza, čiščenje zraka, odstranjevanje VOC, pretvorba CO2, pretvorba N2, plinska faza, kvantno-kemijsko modeliranje, večnivojsko modeliranje, elektronske in geometrijske lastnosti
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
24. marec 2023;
A3 za obdobje 2017-2021
Podatki za razpise ARRS (
04.04.2019 - Programski razpis,
arhiv
)
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
240 |
5.660 |
5.056 |
21,07 |
| Scopus |
254 |
6.213 |
5.522 |
21,74 |
Raziskovalci (8)
Organizacije (2)
Povzetek
V današnjem svetu je čisti zrak ena glavnih prednostnih nalog človeštva zaradi človekovega zdravja in podnebnih sprememb. Onesnaževanje zraka se nanaša na izpuščanje onesnažil v zrak iz industrijskih procesov, prevoznih sredstev in potrošniških izdelkov. Nadzor nad viri onesnaževanja in čiščenje zraka sta pomembna za izboljšanje kakovosti zraka. Raziskovalni program se osredotoča na sintezo poceni in okolju prijaznih katalizatorjev za čiščenje odpadnega zraka v industriji in prometu pred izpustom v okolje ter fotokatalizatorje za čiščenje onesnaženega zraka, ki je že v okolju. VEČNIVOJSKI RAZISKOVALNI PROGRAM povezuje SINTEZO novih katalizatorjev/fotokatalizatorjev za čiščenje zraka s ciljnimi strukturnimi lastnostmi z razvojem novih pristopov KARAKTERIZACIJE, integriranih s KATALITSKO/FOTOKATALITSKO REAKCIJO in MODELIRANJEM z namenom razumevanja odnosa struktura-lastnost-aktivnost, kar vodi v novo inovativno kemijo materialov. Glavni cilji raziskovalnega programa so oblikovanje in razvoj novih katalizatorjev, ki delujejo pri nizkih temperaturah, fotokatalizatorjev, ki izkoriščajo velik del spektra sončne svetlobe, in katalizatorjev in/ali fotokatalizatorjev, ki pretvarjajo N2 in CO2 iz zraka v dragocene kemikalije. Izbrani materiali so kompozitne nanostrukture žlahtnih in/ali prehodnih kovin na različnih oksidnih nosilcih, kot so silika, alumina, titanov dioksid, cerijev dioksid ali mešani kovinski oksidi, ki delujejo po mehanizmih heterogene katalize. Poudarek je na pristopu zelene sinteze in oblikovanju prahov v granule in prevleke. Za izračun elektronske strukture atomskih skupkov bomo uporabili teorijo gostotnega funkcionala (DFT), ki se v kvantni kemiji uporablja za ta namen. V naslednjem koraku bomo integrirali metodologijo kvantne kemije in orodja uporabljena v kemijskem inženirstvu, kar bo omogočilo večnivojski popis, optimizacijo in napoved katalitskih pretvorb na več ravneh (od atoma do reaktorja). Program bo usmerjen raziskovalno, interdisciplinarno in k trenutnim potrebam okolja in družbe. Mednarodno priznana ekspertna znanja članov programske skupine, predlagana kritična masa raziskovalcev, sodobna raziskovalna oprema doma in v okviru mednarodnega povezovanja, izkušnje članov programske skupine pri vodenju domačih in mednarodnih projektov zagotavljajo izvedljivost predlaganih raziskav v predvidenem časovnem obdobju ter odlično okolje za izobraževanje doktorskih študentov. Doktorskim študentom bo program omogočal pridobitev znanj in veščin za oblikovanje različnih osnovnih tipov materialov s katalitskim delovanjem od njihove sinteze do karakterizacije in razumevanja odnosa med strukturo, lastnostmi materiala ter njegovim delovanjem. Aplikativnost raziskav in povezovanje s potencialnimi uporabniki bosta omogočala kanal za prenos produktov iz laboratorijskega na industrijski nivo. Interdisciplinarnost raziskav bo omogočila preboje na raziskovalnem področju in s tem prispevek k znanstveni odličnosti.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave katalizatorjev in fotokatalizatorjev predstavljajo eno od najpomembnejših tradicionalnih in obenem tudi sodobnih področij raziskav materialov. V raziskovalnem programu se osredotočamo na katalizatorje/fotokatalizatorje za čiščenje zraka. K razvoju znanosti bomo prispevali z raziskavami na področju inovativnih pristopov zelene sinteze omenjenih materialov, prav tako pa tudi pristopov k njihovemu oblikovanju v ustrezne makrostrukturne oblike kot so granule ali prevleke. Z večstopenjskim programom želimo prispevati k razumevanju odnosa med strukturo, lastnostmi in aktivnostjo katalizatorjev/fotokatalizatorjev. To znanje nam bo pomagalo pri načrtovanju elektronskih in geometrijskih lastnosti materiala za oblikovanje optimalnih katalizatorjev/ fotokatalizatorjev za ciljno uporabo. V današnjem času je v znanosti posebno aktualno proučevanje sinergijskih učinkov med aktivnimi mesti, ki znantno povečajo učinkovitost katalizatorjev/fotokatalizatorjev. Prav to je fokus našega raziskovalnega programa. Rezultati raziskav bodo vplivali na razvoj razumevanja sinergijskih učinov aktivnih mest pri katalizatorjih/fotokatalizatorjih tudi na drugih področjih raziskav kot na primer pri razvoju samočistilnih fotokatalitskih prevlek za prevleke stavb, čiščenju vode ter pretvorbi biomase v kemikalije in goriva. Vplivali bomo tudi na razvoj povezovanja eksperimentalne kemije s teoretično kar je predvsem na področju fotokatalize še zelo na začetku razvoja.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskovalni program je odlično okolje za dodiplomske, master in doktorske študente. Program študentom omogoča pridobiti znanja in veščine za oblikovanje različnih vrst materialov s katalitsko in fotokatalitsko aktivnostjo od njihove sinteze do karakterizacije in razumevanja odnosa med strukturo in lastnostmi materiala ter njegovo aktivnostjo. Raziskovalno delo v laboratorijih s sodobno eksperimentalno opremo in tehnologijami ter s sodelovanjem z mednarodno priznanimi raziskovalci zagotavlja konkurenčnost diplomantov na svetovnem trgu znanja. S pridobljenim teoretičnim in praktičnim znanjem in kompetencami bodo študenti lahko nadaljevali raziskovalno delo na univerzah, raziskovalnih institucijah in industriji, tako v Sloveniji kot tudi tujini. Dejavnosti članov raziskovalnega programa, ki se izvajajo za ohranjanje in krepitev ter širjenje mednarodnega ugleda Kemijskega inštituta (NIC), Univerze v Ljubljani (UL) in Univerze v Novi Gorici (UNG ): predstavitve na konferencah, delavnicah, poletnih šolah, tujih univerzah, medijih, socialnih omrežjih. Predstavitev lastnega znanja odpira tako tudi dostop do tujega znanja. Kot člani upravnih teles mednarodnih društev in združenj (EFCATS - European Federation of Catalysis Societies, ENMIX - European Nanoporous Materials Institute of Excellence, EU Catalysis Cluster, Energy X iniciative) člani raziskovalnega programa soustvarjajo mednarodno znanstveno politiko.
