Metaalgedopeerde koolstofclusters als modelsystemen voor de chemische opslag van waterstof

Waterstof zal als energiedrager een belangrijke rol spelen in de energietransitie. Ondanks uitgebreid onderzoek blijft de chemische opslag van waterstof in vaste stoffen echter een kritiek punt. Theoretisch is het mogelijk om hoge volumetrische energiedichtheden en omkeerbare waterstoflaadkinetiek te realiseren in poreuze koolstofmaterialen die sporen van transitiemetalen (TM) bevatten, maar er is een gebrek aan fundamenteel inzicht, met name over de rol van de binding van het metaal, de clustering van de metaalatomen, en de mogelijke spillover van waterstof. Omdat fundamentele reactiestappen plaatsvinden op het niveau van individuele atomen, kan kennis worden verkregen door eenvoudige clustermodelsystemen te onderzoeken onder goed gecontroleerde omstandigheden. In dit project streven we naar een inzicht, op atomair en elektronisch niveau, van de interactie tussen waterstof met TM-gedopeerde koolstofclusters (TM = Sc, Ti, Nb, Rh) door een unieke combinatie van experimenten in moleculaire bundels en nauwkeurige kwantumchemische berekeningen.

Trefwoorden:metal and carbon clusters, fullerenes, mass spectrometry, laser spectroscopy, density functional theory, H2 adsorption, dissociation, storage, cluster reactivity, reaction kinetics

Disciplines:Chemie van clusters, colloïden en nanomaterialen, Nanofysica en nanosystemen, Reactiekinetica en -dynamica, Kwantumchemie