Overordnede kursusmål
Introduktion til heterogen katalyse, inklusive modeller af
overfladereaktivitet, ligevægte for adsorbater på overflader,
kinetik for overfladereaktioner, elektroniske og geometriske
effekter indenfor heterogen katalyse, reaktivitetskorrelationer
mellem overflader, katalysatorstruktur og komposition, samt
elektrokatalyse. Udvalgte anvendelser og udfordringer indenfor
energitransformationer vil blive diskuteret. Kursusdeltageren vil
lære hvordan man teoretisk kan bestemme gode katalysatorer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Dekomponere katalytiske reaktioner til mængder af
elementarreaktioner.
- Beskrive overfladereaktivitet i termer af den underliggende
tilstandstæthed af elektroniske tilstande for
overgangsmetaller.
- Beregne potentiel energi diagrammer for katalytiske
reaktionerbaseret på energetikken for de elementære
reaktionsskridt.
- Bruge qvasi-ligevægtsapproksimationen sammen med antagelser om
ratebegrænsende skridt til at approksimere katalytiske
hastigheder.
- Bruge lineære energirelationer til at bestemme deskriptorer for
katalytisk funktionalitet.
- Løse sæt af rateligninger for overfladeprocesser under
antagelse om stationær tilstand.
- Beregne vulkanrelationer for at bestemme den mest aktive
elementære katalysator for en given gasfase reaktion.
- Beregne selektivitetsplots for katalysatorer.
- Beregne den optimale elektrokatalysator for en
elektrokatalytisk proces under hensyntagen til potential og
pH-effekter.
Kursusindhold
Grundlæggende begreber indenfor heterogen katalyse. Systematisk, ab
initio, tilgang til fænomener indenfor overfladereaktivitet.
Forening af termisk heterogen katalyse og elektrokatalyse.
Illustreret gennem eksempler primært indenfor energikonvertering.
Nøgleelementer: Potentiel energidiagram, frienergidiagram,
overfladeligevægte, rateteori, overfladereaktionskinetik, lineære
energirelationer, reaktivitet trends, kort over reaktivitet og
selektivitet, elektroniske faktorer indenfor katalyse,
katalysatorstruktur, aktive sites, katalysatorscreening og
elektrokatalyse.
Litteraturhenvisninger
Jens K. Nørskov, Felix Studt, Frank Abild-Pedersen, Thomas
Bligaard: Fundamental Concepts in Heterogeneous Catalysis, Wiley
(2014)
http://dx.doi.org/10.1002/9781118892114
; studerende har gratis e-adgang gennem DTU's Bibliotek.
Sidst opdateret
21. april, 2021
