Mikroporösa oxyhydrider

Forskningsprojekt, 2025 – 2028

Sverige har ambitionen att vara ett av de första västländerna som blir oberoende av fossila resurser. Detta kräver att alla kolkretslopp sluts, så även de i den kemiska industrin. Detta projekt syftar till att utveckla nya katalytiska material för omvandling av koldioxid (CO2) till kolväten såsom methan eller methanol. Därigenom kan procesströmmar (avfallsströmmar) av CO2 uppgraderas till användbara kolväten, och kolet återföras till och användas i de kemiska processerna. Att reagera CO2 har dock flera utmaningar: dess låga termodynamiska energinivå gör att möjliga produkter ofta är begränsade till sådana med lägre energi såsom karbonater. För att göra metan eller metanol krävs att energi tillförs eller att CO2 reageras med en annan högenergetisk reaktant såsom väte (H2). Lyckosamt nog medför reaktion med H2 flera termodynamisk möjliga produkter givet att reaktionen kan katalyseras.I detta projekt kommer syntesvägar för framställning av mikroporösa oxyhydrider av perovskittyp (ATiO3-xHx med A = Ba, Sr, Ca och x < 0,6) tas fram. Oxyhydriderna kommer användas som aktivt bärarmaterial för katalytiska palladium-, rodium- och kopparnanopartiklar designade för omvandling av koldioxid till användbara kolväten. Oxyhydridbärare kommer att påverka de kemiska egenskaperna hos de katalytiska metallpartiklarna och förse hydreringsreaktionen(-erna) med aktiva ythydrider. Särskild uppmärksamhet ägnas åt att utforska möjligheten att skapa mikroporösa kanalnätverk med funktionalitet liknande den som finns i zeoliter, vilket kommer att ge fundamentalt nya möjligheter för selektiv hydrogenering av kolväten genom kombinationen av molekylär siktning och heterogen katalys under inverkan av inneslutning i nanoporer. Avancerade experiment kommer utföras vid internationella storskaliga anläggningar (MAX IV, PETRA III, ESRF och ILL) för att förstå kemin i materialen, samt hur kemin kopplar till de katalytiska mekanismerna.