All
All

What are you looking for?

All
Results
Organizations

Quick search

  • Projects supported by TA ČR
  • Excellent projects
  • Projects with the highest public support
  • Current projects

Smart search

  • That is how I find a specific +word
  • That is how I leave the -word out of the results
  • “That is how I can find the whole phrase”

Operando Modeling of Zeolites: Beyond the Chemical Intuition

Project goals

Understanding the mechanism of the catalyzed chemical reaction at the molecular level under operando conditions is the key for the design of the optimal process. Project focuses on the computational investigation of the zeolite catalysts under operando conditions – in the presence of water. The strategy proposed is to combine operando modeling with accurate reactive neural network potentials that provides sufficient computational speed up compared to reference level density functional theory calculations while keeping the accuracy. The core of this proposal is to train, test and use NNPs for zeolites together with operando modeling to go beyond the chemical intuition and gain improved understanding of zeolite catalysts under operando conditions. The importance of operando approach will be demonstrated for zeolite catalysts focusing on (i) structural details of zeolite catalysts, Al distribution in particular, (ii) catalyst characteristics, solid-state NMR in particular, and (iii) modeling of dimethyl ether formation from methanol catalyzed by Brønsted sites in zeolites.

Keywords

Operandomodelingreactive neural network potentialszeolitesaluminum distributionNMRcatalysis

Public support

  • Provider

    Czech Science Foundation

  • Programme

    Standard projects

  • Call for proposals

    SGA0202300001

  • Main participants

    Univerzita Karlova / Přírodovědecká fakulta

  • Contest type

    VS - Public tender

  • Contract ID

    23-07616S

Alternative language

  • Project name in Czech

    Operando modelování zeolitů: za hranice chemické intuice

  • Annotation in Czech

    Porozumění mechanismu katalyzované chemické reakce probíhající v operando podmínkách na molekulární úrovni je klíčové pro navržení optimálního procesu. V rámci projektu je navržena výpočetní studie zeolitů jako katalyzátorů za operando podmínek – v přítomnosti vody. Navrhovaná strategie kombinuje operando modelování s přesnými reaktivními potenciály („neural network potential“ = NNP) na bázi neuronových sítí, které jsou dostatečně výpočetně efektivní a zároveň si zachovávají přesnost referenční metody (density functional theory). Jádrem projektu je trénink, testování a využití reaktivních NNP pro zeolity společně s operando modelováním umožňujícím studium systému „za hranicí chemické intuice“ a získání lepšího porozumění katalytického procesu. Důležitost operando modelování bude demonstrována pro vlastnosti zeolitu jako katalyzátoru několika způsoby: (i) struktura zeolitu, zejména distribuce hliníku, (ii) charakteristiky katalyzátoru, zejména NMR a (iii) modelování konverze metanolu na DME katalyzované Brønstedovskými vodíky v zeolitech.

Scientific branches

  • R&D category

    ZV - Basic research

  • OECD FORD - main branch

    10403 - Physical chemistry

  • OECD FORD - secondary branch

    21001 - Nano-materials (production and properties)

  • OECD FORD - another secondary branch

    10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)

  • BE - Theoretical physics
    CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
    JJ - Other materials

Solution timeline

  • Realization period - beginning

    Jan 1, 2023

  • Realization period - end

    Dec 31, 2025

  • Project status

    K - Ending multi-year project

  • Latest support payment

    Mar 28, 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

    Feb 21, 2025

Finance

  • Total approved costs

    6,957 thou. CZK

  • Public financial support

    6,957 thou. CZK

  • Other public sources

    0 thou. CZK

  • Non public and foreign sources

    0 thou. CZK