Väitös: Supertietokoneilla suunnitellaan katalyyttejä hiilidioksidin hyötykäyttöön ja kierrätykseen (Lempelto)
Katalyytit ovat vastuussa monien nykyisten kemiallisten prosessien toimivuudesta, mahdollistaen esimerkiksi polymeerien, lannoitteiden sekä kemian- ja lääketeollisuuden lähtöaineiden valmistamisen puhtaasti ja energiatehokkaasti. Nyt niistä etsitään ratkaisuja kestävän tulevaisuuden haasteisiin ja ilmastonmuutoksen hidastamiseen. Aku Lempelto tutki kemian alan väitöskirjassaan hiilidioksidin muuntamiseen metanoliksi sopivia kuparipohjaisia katalyyttejä. Hän käytti työssään hyväkseen kvanttimekaniikkaan perustuvia laskennallisia mallinnusmenetelmiä.
Ilmakehästä tai teollisuuden kaasupäästöistä kerätty hiilidioksidi voidaan yhdessä vedyn kanssa muuntaa metanoliksi tai muunlaisiksi hiilipohjaisiksi tuotteiksi käyttäen esimerkiksi heterogeenisiä metalli‒metallioksidikatalyyttejä. Jos prosessiin käytetty energia tuotetaan uusiutuvista lähteistä, luodaan käytännössä hiilinegatiivinen tapa kierrättää haitalliset päästöt hyödyllisiksi kemikaaleiksi ja polttoaineiksi.
Aku Lempelto tarkasteli Jyväskylän yliopiston väitöskirjatyössään metanolin tuotantoon soveltuvia kupari–sinkki–zirkoniakatalyyttejä. Katalyyttejä tutkittiin kvanttikemiaan perustuvilla laskennallisilla malleilla yhdistettynä ne termodynaamiseen ja kineettiseen matemaattiseen tarkasteluun.
- Väitöstutkimusta tehtiin yhteistyössä Aalto-yliopiston katalyysin tutkimusryhmän kanssa. Laskennallisia malleja sovellettiin atomikerroskasvatuksella valmistettujen todellisten katalyyttien karakterisointiin, selventää Aku Lempelto Jyväskylän yliopistosta.
Katse sinne, missä katalyytti ja kantaja kohtaavat
Nykytiedon valossa katalyytin aktiivisuuden katsotaan syntyvän aktiivisista kohdista metallin ja kantajamateriaalin välisellä rajapinnalla. Väitöstyössä tarkasteltiin rajapinnan muodon ja sinkkipromoottorin rooleja hiilidioksidin aktivoinnissa ja metanolin syntymisessä.
- Tuloksemme osoittavat, kuinka sinkkikeskukset pystyvät valikoivasti stabiloimaan rajapintaan kiinnittyviä reaktiovälituotteita ja siten vaikuttamaan reaktiomekanismiin ja mahdollisesti prosessissa vapautuvien sivutuotteiden määrään, kertoo Lempelto.
Mallinnukseen yhdistetty termodynaaminen tarkastelu ehdottaa zirkoniaan kiinnittyneiden sinkkidioksidipartikkeleiden pysyvän hapettuneessa muodossa myös hyvin pelkistävissä reaktio-olosuhteissa. Se myös viittaa sinkkipromoottorin kykyyn vastustaa kasaantumista zirkoniapinnalla ja metalli–oksidi rajapinnalla.
- Tulokset siis tarjoavat aiempaa tarkemman atomitason näkymän systeemin koostumukseen ja toimintaan realistisissa olosuhteissa. Lisäksi ne toimivat perustana entistä aktiivisempien katalyyttirakenteiden valmistamiseksi, sanoo Lempelto.
Tutkimus on osa Suomen akatemian rahoittamaa Hiili hyödyksi—C1 Value hanketta. Lisäksi väitöstyötä on tukenut Vilho, Yrjö ja Kalle Väisälän rahasto. Tiheysfunktionaaliteoriaan pohjautuvat laskut suoritettiin Tieteen tietotekniikan keskus CSC:n supertietokoneilla.
FM Aku Lempellon väitöskirjan "Computational modelling of carbon dioxide reduction to methanol on heterogeneous zirconia-supported copper catalysts” tarkastustilaisuus pidetään 8.11.2024 klo: 12:00 fysiikan laitosrakennuksen luentosalissa FYS1. Vastaväittäjänä toimii tutkimusjohtaja tohtori Carine Michel (CNRS, Ranska) ja kustoksena professori Karoliina Honkala (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.
Väitöskirja on julkaistu osana Jyväskylän yliopiston JYU Dissertations -sarjaa ja on saatavilla verkossa osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-86-0360-3
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Vieraileva tutkija Aku Lempelto, aku.p.lempelto@jyu.fi
Elina LeskinenViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 461 7880elina.leskinen@jyu.fiKuvat
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Väitös: Organisaatiomuutoksen onnistuminen pankeissa nojaa tilannesidonnaisuuteen ja valtasuhteisiin7.11.2024 11:30:00 EET | Tiedote
Hajautetuissa organisaatioissa, kuten osuuskuntatoiminnallisissa pankeissa, valta ja kontrolli ovat usein hajautuneet paikallisille toimijoille. Joissain tilanteissa organisaatiossa voidaan kuitenkin päättää joidenkin toimintojen keskittämisestä ja vallan siirtämisestä näin kauemmas paikallistasolta. Tällainen muutos voi vaikeuttaa myös toiminnan arviointia ja suoritusmittausta. KTM Anniina Kinnunen havaitsi laskentatoimen väitöskirjassaan, että keskittämisen onnistuminen on tilannesidonnaista sekä yhteydessä organisaatiossa henkilöityviin valtasuhteisiin.
Raportti: Sote-palvelujen kulujen toteumissa ja ennusteiden tarkkuudessa suuria alueellisia eroja7.11.2024 08:00:00 EET | Tiedote
Hyvinvointialueiden sotekulujen toteutumia ja hyvinvointialuekohtaisten ennusteiden tarkkuuksia vertaileva raportti kertoo, että kulujen toteumissa ja ennusteteiden tarkkuudessa on suuria alueellisia eroja. Raportissa suositellaan tekoälyä hyödyntävien ennustemallien käyttöä rahoitustarpeiden arvioinnissa sekä panostamista ennaltaehkäisevään terveydenhuoltoon.
Urheiluseuraharrastaminen ja omaehtoinen liikunta lapsuudessa ja nuoruudessa edistävät fyysistä aktiivisuutta aikuisiässä6.11.2024 07:00:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisen tiedekunnan tutkimuksessa havaittiin, että säännöllisesti urheiluseurassa liikkuneet lapset ja nuoret olivat keski-iässä fyysisesti aktiivisempia kuin ne, jotka olivat liikkuneet nuoruudessa vain vähän. Tytöillä myös seuratoiminnan ulkopuolinen vapaa-ajan liikunta oli yhteydessä aikuisiän suurempaan fyysiseen aktiivisuuteen. Lapsuuden ja nuoruuden liikuntaharrastamista seurattiin 9–18 ikävuoden välillä.
Korkeakoulut tiivistävät yhteistyötä kuntoutuksen koulutuksen ja tutkimuksen kehittämiseksi4.11.2024 08:00:00 EET | Tiedote
Yliopistot ja ammattikorkeakoulut Suomessa ovat perustaneet yhteisen kuntoutuksen korkeakouluverkoston alan yhteistyön kehittämiseksi. Uuden verkoston nimi on Finnish Universities Network for Rehabilitation – Kuntoutuksen korkeakouluverkosto (FiRe). Verkosto tarkastelee kuntoutusta ja siihen liittyviä ilmiöitä monitieteisesti ja monialaisesti eri näkökulmista. Tavoitteena on yhteisellä tutkimus-, koulutus- ja kehittämistyöllä edistää koko kuntoutuksen kenttää Suomessa ja tuoda tutkimukseen perustuvaa tietoa kuntoutuksen työelämätarpeisiin.
Jyväskylän yliopiston Hakijan päivä 8.11. tarjoaa näkymiä tulevaisuuden työelämään ja maistiaisia opiskelusta4.11.2024 07:00:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston Hakijan päivässä on esittelyssä yhden päivän aikana kaikkien kuuden tiedekunnan ja Avoimen yliopiston koko koulutustarjonta. Osallistujat pääsevät tutustumaan Jyväskylän yliopiston opintotarjontaan, eri alojen työelämämahdollisuuksiin ja keskustelemaan henkilökunnan ja opiskelijoiden kanssa. Tapahtuma toteutetaan Jyväskylän yliopiston päärakennuksessa perjantaina 8.11. kello 9–16. Päivää voi seurata myös etäyhteyden kautta.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme