Catalysis on the atomic scale

Research Project, 2011 – 2015

Målet med detta projekt är att utveckla bättre, billigare och mer effektiva katalysatorer med hjälp av nya experimentella tekniker och teoretiska beräkningar. En katalysator är ett material som förenklar en reaktion eller en process utan att förbrukas själv. Katalysatorer används i 90% av all kemisk framtällning av material eller produkter som används dagligen i det moderna sammhället. Det är därför ganska klart att en förbättrad katalysator ger stora samhälls ekonomiska vinster såsom lägre energi förbrukning, ökad produktion, lägre utsläppsnivåer och till och med mindre fabriker. Den mest kända katalysatorn i vardagen är katalysatorn som renar avgaserna från en förbränningsmotor i tex en bil. Utvecklingen av förbättrade katalysatorer i fordon har under de sista 25 åren avsevärt förbättrat vår miljö och stadsmiljön i synnerhet. På grund av myndigheternas högre krav på bättre avgasrening måste dock nya katalysatorer ständigt utvecklas och förbättras. Nya motorer, som tex dagens bränslesnåla diesel motorer och gas motorer kräver också nya lösningar då det gäller avgasrening. Problemet är att katalysatorer är mycket komplicerade och sammansatta material system, och att de används vid höga temperaturer i närvaron av reaktiva gaser. Därför har man historiskt utvecklat katalysatorer med hjälp av så kallade ?trial and error? metoder. Detta betyder att man preparerar en mängd olika prover och mäter vilket som ger det bästa resultatet för en viss reaktion. I detta projekt avser vi att använda oss av nya experimentella tekniker som använder sig av röntgen strålar med mycket hög energi på synkrotronljus anläggningen på PetraIII i Hamburg för att bestämma strukturen i en katalysator medans den arbetar, dvs vid höga temperaturer och i relastiska gasförhållanden. Sammtidigt kan vi bestämma hur pass effektiv katalysatorn är för en viss reaktion. Vår förhoppning är att vi på så sätt kan koppla struktur med effektivitet, och på så sätt utveckla nya katalysatorer som är designade för skapandet av den struktur som ger den mest effektiva katalysatorn. Liknande mätningar kommer också att utföras vid ett nytt strålrör vid den svenska synkrotronljus anläggningen Max-lab. Mätningarn kompletteras och kan guidas av teoretiska beräkningar. In situ mätningar med hjälp av spridning från hög energi röntgen strålar kommer att vara av stor vikt för material för en mängd industriella tillämpningar. Detta för tex utvecklandet av nya batterier, bränsleceller och korrosion. Projektet avser att initiera en infrastruktur uppbyggnad på PetraIII för in situ mätningar vid det framtida svenska experiment uppställningen för hög energi röntgen spridnings mätningar vid DESY/PetraIII i Hamburg. Projektet involverar forskare från Lunds Universitet, Max-lab i Lund, Kompetens Center för Katalys vid Chalmers i Göteborg, Fritz-Haber Institutet i Berlin, Desy/PetraIII in Hamburg and Universitetet i Siegen.

Participants

Collaborations

Funding

More information

Latest update