Position

English:

Mitigation of climate change requires a transition from fossil resources to production of sustainable synthetic fuels. The realization of ‘green’ synthetic fuels is contingent on scientific breakthroughs within heterogeneous catalysis. Here, single-atom catalysts (SAC), or isolated metal ad-atoms on a support, may present a solution [e.g. Cao et al. Nature 565 (2019) 631, Wang et al. Nano Research 15 (2022) 709]. The interest in SAC stems both from its excellent catalytic properties and the maximized utilization of catalytic metal. All metal atoms are available for reaction in contrast to traditional catalysts comprised of supported metal clusters where atoms in the interior of the clusters are not available for chemical reactions. However, a lack of understanding of the nature of the catalytic active sites has hindered a rational design of applicable industrial catalysts. Due to the inherent complexity of applied heterogeneous catalysts, such understanding can only be obtained from relevant model systems. Your project will be to establish atomic level understanding of the structure-function relationship and stability of some modified Cu-based model catalysts, relevant in conversion of CO₂ into CO and hydrocarbons. You will be using scanning tunneling microscopy (STM) combined with mass spectrometry, allowing in-situ studies of catalytic performance and the establishment of atomic structure – catalytic function relationships. The project will also rely heavily on the application of synchrotron based ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy (APXPS) to determine the nature of the active phases/sites for the relevant reactions.

This recruitment is connected to the Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability (WISE, wise-materials.org). WISE, funded by the Knut and Alice Wallenberg Foundation, is the largest-ever investment in materials science in Sweden and will encompass major efforts at Sweden’s foremost universities over the course of 10 years. The vision is a sustainable future through materials science.

Svenska:

För att mildra effekterna från klimatförändringarna krävs en övergång från fossila resurser till produktion av hållbara syntetiska bränslen. Förverkligandet av "gröna" syntetiska bränslen är beroende av vetenskapliga genombrott inom heterogen katalys. Här kan enkelatomskatalysatorer (SAC), eller isolerade metallatomer på ett support, presentera en lösning [t.ex. Cao et al. Nature 565 (2019) 631, Wang et al. Nano Research 15 (2022) 709]. Intresset för SAC härrör både från dess utmärkta katalytiska egenskaper och det maximerade utnyttjandet av katalytisk metall. Alla metallatomer är tillgängliga för reaktion i motsats till traditionella katalysatorer som består av metallkluster på support där atomer i det inre av klustren inte är tillgängliga för kemiska reaktioner. Emellertid har en bristande förståelse för naturen hos de katalytiskt aktiva siterna hindrat en rationell utformning av tillämpbara industriella katalysatorer. På grund av den inneboende komplexiteten hos applicerade heterogena katalysatorer kan sådan förståelse endast erhållas från relevanta modellsystem. Ditt projekt kommer att vara att etablera förståelse, på atomnivå, av struktur-funktionssambandet och stabiliteten hos vissa modifierade Cu-baserade modellkatalysatorer, relevanta för omvandling av CO₂ till CO och kolväten. Du kommer att använda sveptunnelmikroskopi (STM) kombinerat med masspektrometri, vilket möjliggör in-situ studier av katalytisk prestanda och upprättandet av atomstruktur - katalytiska funktionsförhållanden. Projektet kommer också att förlita sig starkt på tillämpningen av synkrotronljusbaserad röntgenfotoelektronspektroskopi vid för reaktionerna relevanta tryck (APXPS) för att bestämma egenskaperna och strukturen av de aktiva faserna/siterna.

Denna rekrytering är knuten till Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability (WISE). WISE, finansierat av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, är den största satsningen på materialvetenskap i Sverige någonsin och kommer att omfatta stora satsningar vid Sveriges främsta universitet under loppet av 10 år. Visionen är en hållbar framtid genom materialvetenskap.

People