Operando modelování zeolitů: za hranice chemické intuice
Cíle projektu
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.
Klíčová slova
Operandomodelingreactive neural network potentialszeolitesaluminum distributionNMRcatalysis
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202300001
Hlavní účastníci
Univerzita Karlova / Přírodovědecká fakulta
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
23-07616S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Operando Modeling of Zeolites: Beyond the Chemical Intuition
Anotace anglicky
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.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
10403 - Physical chemistry
OECD FORD - vedlejší obor
21001 - Nano-materials (production and properties)
OECD FORD - další vedlejší obor
10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)BE - Teoretická fyzika
CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie
JJ - Ostatní materiály
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2023
Ukončení řešení
31. 12. 2025
Poslední stav řešení
K - Končící víceletý projekt
Poslední uvolnění podpory
28. 3. 2024
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
21. 2. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
6 957 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
6 957 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
6 957 tis. Kč
Statní podpora
6 957 tis. Kč
100%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Physical chemistry
Doba řešení
01. 01. 2023 - 31. 12. 2025