
Η καταλυτική παραγωγή H2 σε περιβαλλοντικά φιλικές συνθήκες (P~1bar, T<1000C) μέσω αφυδρογόνωσης C1-υποστρωμάτων (μυρμηκικό οξύ, μεθανόλη, μεθάνιο) έχει βασικά τεχνικά και οικονομικά οφέλη. Οι τεχνολογικής προκλήσεις του ‘αύριο’ περιλαμβάνουν: [i] ανάπτυξη ετερογενοποιημένων μοριακών καταλυτών που φέρουν “all-in-one”, δηλαδή [το μοριακό καταλύτη, το συν-καταλύτη και το λειτουργικό-στερεό-υποστήριγμα]. [ii] βελτιστοποίηση του καταλυτικού συστήματος για μεγάλης χρονικής διάρκειας λειτουργία. [iii] ευελιξία του καταλυτικού συστήματος ώστε να λειτουργεί με διαφορετικά υποστρώματα-C1 όπως μυρμηκικό οξύ, μεθανόλη, φορμαλδεΰδη που επελέγησαν ως [οικονομικά συμφέροντα] υποστρώματα-C1. Η πρόταση C1H2 στοχεύει στην ανάπτυξη καινοτόμων υβριδικών καταλυτικών συστημάτων, αντιμετωπίζοντας άμεσες τεχνολογικές προκλήσεις. Οι ειδικοί στόχοι της πρότασης C1H2 εστιάζονται στην ανάπτυξη νέων υβριδικών νανοκαταλυτικών συστημάτων με βελτιστοποιημένα {μέταλλο/υποκαταστάτη/ συγκαταλύτη /στερεό υποστήριγμα} ενσωματωμένα “all-in-one”: [i] μοριακός καταλύτης εκλεκτικός για το υπόστρωμα [SSMC], [ii] συγκαταλύτης, [iii] υποστήριγμα του ικριώματος με βάση νανοσωματίδια [NPS]. Ο ειδικός για το υπόστρωμα μοριακός καταλύτης [SSMC] έχει σχεδιαστεί/βελτιστοποιηθεί για μέγιστη παραγωγή-Η2 από υποστρώματα-C1, όπως Μυρμηκικό οξύ, Φορμαλδεΰδη ή Μεθανόλη. Ο SSMC αποτελείται από μέταλλα που είναι σε αφθονία (Fe, Ni, Cu) ή από ευγενή μέταλλα (Ru, Ir) με υποκαταστάτες L1 ή/και L2, όπου L1 και L2 υποκαταστάτες βασισμένους σε φωσφίνη και υποκαταστάτες-Ν,Ο αντίστοιχα. Το υποστήριγμα ικριώματος με βάση νανοσωματίδια [NPS] περιλαμβάνει Πλασμονικά νανοσωματίδια (Ag0, Au0) που ενθυλακώνονται από μια λεπτή πολυφωσφινική νανο-μήτρα με σκοπό να προάγει την καταλυτική παραγωγή-Η2 και να σταθεροποιεί για μεγάλη χρονική διάρκεια τον SSMC. Τα Πλασμονικά νανοσωματίδια: [α] είναι ο πυρήνας του στερεού υποστηρίγματος όπου όλο το νανοϋβρίδιο {SSMC}@[NPS]@{SiO2-NH2} θα συναρμολογηθεί. [β] ο φωτο-επαγόμενος πλασμονικός συντονισμός (Ag0, Au0) θα χρησιμοποιηθεί για την ενεργοποίηση (δηλ. ως θερμική πηγή) του καταλυτικού κύκλου, και το (Localized Surface Plasmonic Resonance, LSPR) φαινόμενο των (Ag0, Au0) θα αξιοποιηθεί για την ενίσχυση της καταλυτικής απόδοσης. Με αυτούς τους στόχους, το έργο C1H2 προσβλέπει σε μια φιλόδοξη στρατηγική ενοποίησης που στοχεύει σε τεχνολογική ανάπτυξη της καταλυτικής παραγωγής-H2, πολύ πέρα από την υπάρχουσα κατάσταση. Παράλληλα, το C1H2 θα προωθήσει τη βασική έρευνα σχετικά με την αντίληψη των υβριδικών υλικών, τη σύνθεσή τους και την κατανόηση καταλυτικών μηχανισμών.
