Ritums Cepītis kaitseb doktoritööd „Modelling Structural and Geometrical Effects in Carbon Dioxide and Oxygen Electrocatalysis“

29. augustil kell 9.15 kaitseb Ritums Cepītis doktoritööd „Modelling Structural and Geometrical Effects in Carbon Dioxide and Oxygen Electrocatalysis“ („Struktuuriliste ja geomeetriliste efektide modelleerimine süsinikdioksiidi ja hapniku elektrokatalüüsis“).

Juhendajad:
kaasprofessor Nadežda Kongi, Tartu Ülikool
teadur Vladislav Ivaništšev, Tartu Ülikool

Oponent:
professor Kai S. Exner, Duisburg-Esseni Ülikool (Saksamaa)

Kokkuvõte
Tiheduse funktsionaalse teooria (DFT) arvutusi on kasutatud struktuurse mõju uurimiseks CO₂ redutseerimisreaktsioonile ning geomeetrilise efekti uurimiseks O₂ redutseerimisreaktsioonile. Nende eraldi uuringute vastandamine on avanud uue vaatenurga elektrokatalüüsi diskreetsetele ja pidevatele muutustele. Modelleeritud struktuuriefekt selgitab vismuti MOF-ist tuletatud katalüsaatorites täheldatud selektiivsust. Täpsemalt selgus, et metalli nanoosakeste suurem massisisaldus võrreldes M-N-C ühenditega toob kaasa kõrgema HCOOH selektiivsuse. O₂ redutseerimiseks on välja töötatud geomeetrilise efekti põhjal geomeetrilise adaptiivse katalüüsi põhimõtted. Eeldatakse, et nulli termodünaamilise ülepotentsiaali saavutamine mehaanilise muutuse kaudu kahe geomeetrilise oleku vahel on võimalik. Seega võib geomeetrilise efekti teadlik kasutamine ja geomeetria adaptiivse katalüüsi eksperimentaalne rakendamine oluliselt suurendada oluliste reaktsioonide efektiivsust, sealhulgas hapniku eraldumist (elektrolüüserites ja akudes), hapniku redutseerumist (kütuseelementides ja akudes), süsinikdioksiidi redutseerumist (energiamuundamises ja süsinikuneutraalsuse saavutamiseks) ning lämmastiku redutseerumist (rohelise ammoniaagi tootmiseks).