Een autonoom licht-traceersysteem gecombineerd met geoptimaliseerde fotokatalysatoren voor verbeterde 'nitraat-tot-ammoniak' reductiereacties

Nitraatreductie tot ammoniak (NRA) conversie is een zeer recente maar effectieve strategie om NO3- om te zetten in NH3 onder omgevingsomstandigheden.  Het is een veelbelovend alternatief voor het Haber-Bosch proces en daarmee een belangrijke stap in het realiseren van een volledig koolstofneutraal Europa. Door gebruik te maken van dichtheidsfunctionele theorie berekeningen, is het eerste doel van dit project om verschillende NRA-katalysatoren (bijv. Overgangsmetaalverbindingen) te screenen en hun reactiemechnismen te onthullen. Vanwege het sub-optimale gebruik van lichtenergie in een traditioneel fotokatalytisch systeem, zullen we de nieuwe fotokatalysatoren combineren met een autonoom lichttraceersysteem (ALT). Het ATL-systeem is gebaseerd op een sterk georiënteerde hydrogelstructuur.  Om snel reagerende ALT-fotokatalytische systemen te fabriceren, die de lichtenergie volledig kunnen gebruiken en maximale fotokatalytische NRA-efficiëntie geven door optimale uitlijning tussen het bovenoppervlak en invallend licht te behouden, zullen we een combinatie van 3D-printen, bidirectioneel vriesdrogen en UV-polymerisatie gebruiken. Bovendien, voor het exploreren van het potentieel van het ALT-fotokatalytische systeem in een industiele setting, zullen schaalbare "kunstmatige waterplanten" worden geassembleerd met zelfherstellende en transplanteerbare eigenschappen die hen in staat stellen om extreme omgevingen te weerstaan en verschillende fotokatalytische reacties uit te voeren.