Photoelectrochemical CO2 conversion with tunable semiconductor nanostructures
利用可调谐半导体纳米结构进行光电化学 CO2 转化
基本信息
- 批准号:442704684
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:
- 资助国家:德国
- 起止时间:
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The use of solar energy to convert carbon dioxide (CO2) into valuable chemicals is an attractive way towards a sustainable carbon cycle that reduces our society's fossil fuel dependence and greenhouse gas emissions. One promising concept is "artificial photosynthesis", which combines sunlight-absorbing and catalytic components in an integrated system powered only by sunlight, water and CO2. However, practical implementation is hampered by the complexity of catalytic CO2 conversion which follows multi-step, energy-intensive reactions leading to various possible products. Our goal is to use a tunable model system to gain a deeper understanding of the multilayered interaction of the relevant semiconductor–electrolyte processes and their influence on energy conversion efficiency and product selectivity.We use a photoelectrochemical approach that provides the control necessary for precise studies. Our key innovation is the use of ordered (In,Ga)N nanowire arrays as photoelectrodes with well-defined, adjustable properties (composition, doping, morphology) which affect both light harvesting and electrocatalytic behaviors. We will study how nanoscale morphology (nanowire length and diameter, array geometry) can influence catalytic selectivity by affecting transport processes, as well as enhance light absorption. We will additionally analyze how tuning of the semiconductor electronic structure, particularly the conduction band edge, may affect the product selectivity through varying the thermodynamic driving force for the reaction. Since the photoelectrochemical approach allows control over the reaction rate by modulating the light intensity, we can uniquely decouple thermodynamic and kinetic effects to enable systematic investigation of the complex interplay influencing photoelectrochemical CO2 conversion. These results will provide valuable insights for the development of efficient and scalable integrated systems for sunlight-driven renewable chemical synthesis.
利用太阳能将二氧化碳(CO2)转化为有价值的化学品是实现可持续碳循环的一种有吸引力的方式,可减少我们社会对化石燃料的依赖和温室气体排放。一个很有前途的概念是“人工光合作用”,它将吸收阳光和催化成分结合在一个仅由阳光、水和二氧化碳提供动力的综合系统中。然而,实际的实施受到催化CO2转化的复杂性的阻碍,该催化CO2转化遵循多步骤的能量密集型反应,导致各种可能的产物。我们的目标是使用一个可调的模型系统,以获得更深入的了解相关的电解质-电解质过程的多层相互作用及其对能量转换效率和产品选择性的影响。我们使用光电化学方法,提供精确的研究所需的控制。我们的主要创新是使用有序的(In,Ga)N纳米线阵列作为光电极,具有明确的,可调节的特性(组成,掺杂,形态),影响光捕获和电催化行为。我们将研究纳米级形态(纳米线长度和直径,阵列几何形状)如何通过影响传输过程来影响催化选择性,以及增强光吸收。我们还将分析半导体电子结构的调整,特别是导带边缘,如何通过改变反应的热力学驱动力来影响产物的选择性。由于光电化学方法允许通过调制光强度来控制反应速率,因此我们可以独特地解耦热力学和动力学效应,从而能够系统地研究影响光电化学CO2转化的复杂相互作用。这些结果将为开发高效和可扩展的太阳光驱动的可再生化学合成集成系统提供有价值的见解。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Dr. Lutz Geelhaar其他文献
Dr. Lutz Geelhaar的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Dr. Lutz Geelhaar', 18)}}的其他基金
Correlation between structural and optical properties of single semiconductor nanowires with core-shell heterostructure
具有核壳异质结构的单根半导体纳米线的结构和光学性质之间的相关性
- 批准号:
175391613 - 财政年份:2010
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Charge carrier dynamics under the influence of extreme strain gradients realized in bent semiconductor nanowires
在弯曲半导体纳米线中实现的极端应变梯度影响下的载流子动力学
- 批准号:
434114264 - 财政年份:
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
相似国自然基金
新型核壳金属氧化物@沸石双功能催化剂可控制备及温室气体CO2加氢制乙烯反应机制的研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
深部咸水层CO2 封存盖层多尺度蠕变特性及临界幂律灾变机制
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
不同相态CO2对深部低渗不可采煤层气藏二氧化碳封存机制及潜力评估
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
蒽醌功能化的介孔氮化碳催化有机污染物光降解耦合CO2光还原转化为燃料的研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于接力催化的CO2加氢直接高选择性制乙烯多功能催化剂的研究
- 批准号:JCZRYB202500767
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
页岩微纳米孔隙水的移动性及CO2-水-岩反应对CH4/CO2运移的影响机制
- 批准号:JCZRQN202500299
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
海洋溶解CO2传感器应用于原位长期监测的适应性改进
- 批准号:MS25D060007
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于多尺寸Ag基团簇电催化还原CO2的机器学习理论研究
- 批准号:QN25A040007
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于CuM纳米簇非对称脉冲电催化
CO2/NO3-共还原合成尿素研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
原子层限制单原子动态配位促进光催化
CO2还原制C2+产物研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
相似海外基金
Electro-fermentation process design for efficient CO2 conversion into value-added products
电发酵工艺设计可有效地将二氧化碳转化为增值产品
- 批准号:
EP/Y002482/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grant
CAS: Supported Intermetallic Catalysts for Tandem Conversion of Light Alkanes and CO2
CAS:用于轻质烷烃和 CO2 串联转化的负载型金属间催化剂
- 批准号:
2400183 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
Design of Nanoporous BCN with Tunable Pores for CO2 Capture and Conversion
用于 CO2 捕获和转化的具有可调孔径的纳米多孔 BCN 的设计
- 批准号:
DP240102528 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Discovery Projects
Porous Tandem Catalyst for CO2 Conversion into Sustainable Chemicals
用于将二氧化碳转化为可持续化学品的多孔串联催化剂
- 批准号:
DE230100327 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Discovery Early Career Researcher Award
Glassy metal-organic framework membranes for CO2 separation and conversion
用于二氧化碳分离和转化的玻璃状金属有机骨架膜
- 批准号:
DE230100147 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Discovery Early Career Researcher Award
Advancement of fine particles with high-speed CO2 adsorption and high-efficiency conversion for CCUS
细颗粒物的高速CO2吸附和CCUS高效转化的进展
- 批准号:
23KF0054 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
ECO-CBET: GOALI: CAS-Climate: Expediting Decarbonization of Cement Industry through Integration of CO2 Capture and Conversion
ECO-CBET:目标:CAS-气候:通过整合二氧化碳捕获和转化加速水泥行业脱碳
- 批准号:
2219086 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Continuing Grant
Exsolved catalysts for the conversion of CO2 to methanol
用于将 CO2 转化为甲醇的溶解催化剂
- 批准号:
2895223 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
An integrated electrolyser for CO2 conversion from capture media.
用于从捕获介质转化二氧化碳的集成电解槽。
- 批准号:
DE230100637 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Discovery Early Career Researcher Award
Highly Efficient Reactor for Conversion of CO2 and H2O to Carbon Neutral Fuels and Chemicals
用于将 CO2 和 H2O 转化为碳中性燃料和化学品的高效反应器
- 批准号:
10102725 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
EU-Funded














{{item.name}}会员




