Understanding the structure and reactivity of C3N4-based single-atom catalysts - Finanziamento dell’Unione Europea – NextGenerationEU – missione 4, componente 2, investimento 1.1.

La grande sfida dell’industria chimica nel 21° secolo è la transizione verso processi chimici sostenibili, selettivi e circolari. In questo quadro, la catalisi è stata riconosciuta tra le tecnologie abilitanti chiave più rilevanti affrontare le attuali sfide sociali e industriali. Tuttavia, per raggiungere questo obiettivo ambizioso, è di fondamentale importanza una comprensione atomistica approfondita dei fenomeni fisico-chimici che si verificano sulla superficie del catalizzatore. Questo progetto studierà la classe emergente di catalizzatori a singolo atomo (SAC) basati sul nitruro di carbonio grafitico mesoporoso. Questi materiali rappresentano la frontiera della progettazione di catalizzatori grazie alla loro reattività innovativa e alla loro capacità di economizzare l'uso di materie prime critiche. Tuttavia, questi catalizzatori sono ancora nella loro fase iniziale e la loro chimica è molto complessa, principalmente a causa della difficoltà di prevederne la struttura, le proprietà fisico-chimiche e la reattività. Utilizzando un approccio concertato basato sulla sintesi, metodi spettroscopici avanzati e modellazione computazionale, questo progetto fornirà una comprensione fondamentale dei SAC. Le relazioni struttura-proprietà saranno derivate per tre reazioni applicate nell'ampio contesto della valorizzazione della CO2 (idrogenazione della CO2, fotoriduzione della CO2 e accoppiamento C-C guidato dalla CO2). Tutti hanno in comune l’uso della CO2 come gas serra critico e la sua conversione in sostanze chimiche a valore aggiunto, in linea con il principio del Green New Deal dell’UE.