Projekti / Programi
Heterogeni fotokatalitični procesi: pridobivanje vodika, čiščenje vode in zraka
01. januar 2013
- 31. december 2017
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.01 |
Tehnika |
Materiali |
Anorganski nekovinski materiali |
| 2.02.09 |
Tehnika |
Kemijsko inženirstvo |
Tehnika za varstvo okolja |
| Koda |
Veda |
Področje |
| P003 |
Naravoslovno-matematične vede |
Kemija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.10 |
Tehniške in tehnološke vede |
Nanotehnologija |
| 2.04 |
Tehniške in tehnološke vede |
Kemijsko inženirstvo |
Raziskovalci (25)
Organizacije (2)
Povzetek
Raziskovali bomo fotokatalitske procese in tehnologije za proizvodnjo solarnega vodika s cepljenjem vode ter čiščenje vode in zraka. V raziskovalnem programu združujemo osnovne raziskave, kot so teoretično modeliramje, študij osnovnih transportnih karakteristik elektronov, elektronske strukture, optoelektronskih lastnosti itd, z aplikativnimi in tehnološkimi raziskavami kot je na primer razvoj novih nanostrukturiranih fotokatalitičnih sistemov, inovativnih fotokatalitskih procesov in tehnologij in načrtovanje reaktorjev. Končni cilj raziskovalnega programa je povečanje fotokatalitskega izkoristka omenjenih tehnologij. Raziskovalni program se odlikuje po zelo inovativnih pristopih izkoriščanja sončne svetlobe, za katere verjamamo, da bodo sprožili širši mednarodni interes na področju fotokatalize. Uspešna realizacija ciljev programa bo omogočila komercializacijo novorazvitih tehnologij in povečano izrabo obnovljivih virov energije.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave na področju znanosti materialov so z vidika trajnostnega razvoja usmerjene k reševanju kompleksnih temeljnih in aplikativnih problemov, katerih rešitev bi privedla do razvoja novih sistemov na področju obnovljivih virov energije in okoljevarsta.
Napredek na področju fotokatalizatorjev za okoljske namene zahteva jasno razumevanje mehanizmov fizikalnih in kemijskih procesov na molekularni in atomski ravni, razvoj novih metod in uporabo procesov v novih aplikacijah in tehnologijah. Izvedli bomo sistematične eksperimentalne raziskave fotokatalitičnih lastnosti različnih materialov in morfologij v kombinaciji s študijem absorpcije svetlobe nizko dimenzijskih sistemov. Raziskave bodo usmerjene predvsem na korelacijo med elektronskimi, kristalografskimi in optičnimi lastnostmi materialov. Globlje razumevanje absorpcije svetlobe v nanostrukturah za foto-inducirane reakcije je zelo pomembno z vidika novih rastočih tehnoloških področij kot je npr. fotovoltaika, umetna fotosinteza itd ...
Dobljeno znanje se bo v nadalnjem uporabljalo za namene raziskovanja novih pristopov k fotokatalitičnim procesom in novim tehnologijam, ki težijo k povečanju donosa teh procesov. Trenutno je to zelo pomembna raziskovalna usmeritev, kjer sta pametno oblikovanje in načrtovanje tehnologij in procesov ključna za razvoj novih naprav za shranjevanje energije in tehnologij za remediacijo okolja.
Predlagana raziskovalni program bo imela zelo visok vpliv na znanost. Nove pomembne znanstvene rezultate lahko pričakujemo na področjih:
- razvoja novih materialov in nanostrukturnih sistemov in njihove uporabe v fotokatalitičnih procesih
- raziskav strukturnih, elektronskih in fotokatalitičnih lastnosti novih novih katalizatorjev
- raziskav elektronskih ekscitacij, prehodov in fotokatalitičnih procesov na površini katalizatorjev
- razumevanja vpliva morfologije, sestave, polimorfnih lastnosti in velikosti delcev na fotokatalitično aktivnost
- inovativnih pristopov k fotokatalitičnim procesom
- razvoja (mikro)reaktorjev za pretvorbo vodika
Pričakujemo, da bomo pripravili fotokatalizatorje in fotokatalitične procese z lastnostmi, ki jih zahtevajo moderni sistemi, kar je tehnološko izjemno pomembno, poleg tega pa predstavlja tudi pomemben znanstveni dosežek.
Znanstvena komunikacija bo aktivna in usmerjena v intenzivno oblikovanje novih idej in izmenjavo strokovnega znanja na področju fotokatalize. To bo pripomoglo k sinergiji med skupinami po vsem svetu, ki so intenzivno vključene v to raziskovalno področje.
Pomen za razvoj Slovenije
Slovenski naravni prostor je dediščina, ki jo je potrebno ustrezno upravljati v tej hitro se razvijajoči družbi, da bi ohranili vse njene značilnosti. Poleg tega je gostota poseljenosti v Sloveniji in njena geo-ekonomska struktura izredno dobro izhodišče za zares trajnostno razvoj temelječ na dobri povezanosti družbe, kmetijstva, industrije in okolja. Za to so raziskave in razvoj na področju obnovljivih virov energije in ohranjanja okolja izrednega pomena še posebej, če tako kot v primeru tega programa, združuje osnovno znanost z aplikativnimi cilji in razvojem dejanskih tehnologij in izdelkov za širšo uporabo. Dejansko je to most med znanostjo in industrijskim ter tercialnim sektorjem, ki zagotavlja sodelovnje na ravni med lokalnim gospodarstvom, šolstvom, raziskovalno-razvojnimi inštitucijami in univerzo. Takšno sodelovanje je »zdravo« za gospodarski razvoj in korak naprej proti bolj neodvisno in okoljsko nevtralni nacionalni energetski strategiji.
Predlagan raziskovalni program se uvršča na področje naprednih materialov in nanotehnologije, ki jih Evropska Unija v svojih strateških dokumentih uvršča med ključne tehnologije (Key enabling technologies – KET). KET so ključni vir inovacij, zagotavljajo nujno potrebne tehnološke gradnike, ki omogočajo najrazličnejše aplikacije, med drugim tiste, ki so potrebne za razvoj nizkoogljičnih tehnologij, izboljšanje energetske učinkovitosti in učinkovitosti virov. Večina današnjih inovativnih izdelkov s področja novih tehnologij za izkoriščanje obnovljivih virov energije in remediacijo okolja, vključuje več KET v obliki samostojnih ali integriranih delov. KET povezujejo več sektorjev gospodarstva, kar se odraža v velikem številu majhnih in srednjih podjetij, ki so dejavna na področju KET ter številu ustvarjenih visokokakovostnih delovnih mest.
Svetovni trg ključnih tehnologij (KET) se bo, po predvidevanjih Evropske Komisije, v obdobju od leta 2008 do 2015 povečal s 646 milijard evrov na več kot 1000 milijard evrov, torej za 54 odstotkov oziroma več kot 8 odstotkov BDP Evropske unije. V EU naj bi se samo na področju nanotehnologije število delovnih mest s 160 tisoč v letu 2008 povečalo na približno 400 tisoč do leta 2015. Ocene kažejo, da se bo vsak evro, vložen v raziskave in inovacije na tem področju, desetkratno povrnil.
Zaradi velikega pomena KET je Evropska komisija v predlogu strategije za KET predvidela celosten pristop k financiranju raziskav in inovacij na področju KET, ki bo zajemal celotno vrednostno verigo za prenos raziskav v tržne proizvode in gospodarsko rast. Strateški pristop pri financiranju regionalnih inovacij za posodobitev industrijskih temeljev v evropskih regijah predvideva tudi uskladitev dejavnosti EU in nacionalnih dejavnosti. Z vlaganji v raziskave in razvoj na področju KET bo Slovenija lahko še naprej držala korak z glavnimi mednarodnimi tekmeci, oživila gospodarsko rast v Evropi, ustvarjala delovna mesta v industriji in hkrati reševala nujne družbene probleme.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
