Väitös kemian alalta, MSc Reza Khakpour

Väitöskirjan nimi: Electrochemical CO₂ Reduction Mechanism Exploration: An Integrated Thermodynamic and Kinetic Approach

Väittelijä: Reza Khakpour
Vastaväittäjä: Prof. Marcus Lundberg, Uppsala University, Ruotsi
Kustos: Prof. Kari Laasonen, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu

DFT-pohjainen tutkimus CO₂-elektropelkistyksestä: katalyyttisen suorituskyvyn optimointi tehokasta ja valikoivaa hiilimuunnosta varten

Hiilidioksidin sähkökemiallinen pelkistys (eCO₂RR) tarjoaa kestävän tavan muuntaa CO₂ arvokkaiksi polttoaineiksi ja kemikaaleiksi. Sen tehokkuutta kuitenkin rajoittavat haasteet, kuten alhainen reaktiivisuus ja kilpailevat sivureaktiot. Tämä tutkimus hyödyntää tiheysfunktionaaliteoriaa (DFT) reaktiomekanismien tutkimiseen ja katalyyttisen suorituskyvyn parantamiseen.

Keskeiset löydökset viittaavat siihen, että bikarbonaatti on aktiivinen laji neutraalissa pH:ssa rauta-ftalosyaniinin pinnalla, mikä muuttaa käsitystä CO₂-pelkistysreaktioiden kulusta. Tutkimus paljastaa myös mahdollisen mekanismin monihiilituotteiden muodostumiselle yksiatomisilla katalyyteillä, mikä haastaa aiemmat oletukset.

Tulokset tarjoavat laskennallisen viitekehyksen tehokkaiden elektrokatalyyttien suunnitteluun, edistäen CO₂:n hyödyntämistä, synteettisten polttoaineiden tuotantoa ja kestäviä energiaratkaisuja. Näiden oivallusten avulla voidaan kehittää puhtaan energian teknologioita ja tukea maailmanlaajuisia hiilidioksidipäästöjen vähentämispyrkimyksiä.

Avainsanat: lektrokemia, CO₂-pelkistys, elektrokatalyytti, DFT

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): Aaltodoc