Hybrid materials and advanced structures for mimicking natural photosynthesis
Project goals
The emission of CO2 is one of the most actual and comprehensive worldwide problem, and the current level of CO2 consumption by plants is not able to compensate the anthropogenic emissions. In this project, the design and creation of efficient light-harvesting photo/electro-active hybrid materials, which mimic natural photosynthesis and capable to convert CO2 and water into methanol is proposed. The materials design is based on the so-called z-scheme hybrids for simultaneous CO2 reduction and water oxidation. Both chemical (half)reactions will be significantly accelerated by plasmon (i.e. light, especially the sunlight) triggering and controlled by the external electric field. The hybrid structures for artificial photosynthesis will be created from type II of semiconductors, further coupled with plasmon-active nanostructures and redox-active centres for integration of the whole artificial photosynthesis process in the framework of a single structure. The main attention will be aimed at the achievement of as high as possible conversion of CO2 and water into methanol and oxygen.
Keywords
Hybrid materialsheterostructuresz-schemeplasmonicsCO2+water+sunlightartificial photosynthesismethanol production
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202200004
Main participants
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze / Fakulta chemické technologie
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
22-02022S
Alternative language
Project name in Czech
Hybridní materiály a pokročilé struktury pro napodobování přirozené fotosyntézy
Annotation in Czech
Emise CO2 jsou jedním z nejaktuálnějších a nejkomplexnějších celosvětových problémů a současná úroveň spotřeby CO2 rostlinami a průmyslem není schopna kompenzovat jeho antropogenní emise. V tomto projektu je navržen design a tvorba efektivních foto/elektroaktivních hybridních materiálů pro akumulaci světla, které napodobují přirozenou fotosyntézu a jsou schopny převádět CO2 a vodu na methanol. Návrh materiálů je založen na takzvaných hybridech se z-schématem pro současnou redukci CO2 a oxidaci vody. Obě chemické (polo)reakce budou významně urychleny plazmonem (tj. světlem, především slunečním) a řízeny vnějším elektrickým polem. Hybridní struktury pro umělou fotosyntézu budou vytvořeny z polovodičů typu II, dále budou doplněny plazmon-aktivními nanostrukturami a redox-aktivními centry pro integraci celého procesu umělé fotosyntézy v rámci jediné struktury. Hlavní pozornost bude zaměřena na dosažení co nejvyšší konverze CO2 a vody na methanol a kyslík.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2022
Realization period - end
Dec 31, 2024
Project status
—
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GA-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
8,106 thou. CZK
Public financial support
7,356 thou. CZK
Other public sources
627 thou. CZK
Non public and foreign sources
123 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
8 106 CZK thou.
Public support
7 356 CZK thou.
90%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Materials engineering
Solution period
01. 01. 2022 - 31. 12. 2024