Data dodania: 2026-03-12
39. Seminarium Centrum Materiałów Przyszłości 19 marca 2026 r. o godz. 13.15
Serdecznie zapraszamy na 39. seminarium Centrum Materiałów Przyszłości, które odbędzie się już 19 marca 2026 r. (czwartek) o godzinie 13:15 w sali 211 (budynek 40, WIMiO).
Dr. Mateusz Odziomek z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie (Polska) przedstawi wykład pt. "From Black Powder to Bright Future: Carbon Catalysts for the Electric Era".
Dr Mateusz Odziomek jest adiunktem i kierownikiem grupy badawczej na Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, gdzie od stycznia 2026 roku tworzy nową grupę badawczą w ramach programu NAWA Polskie Powroty. Jego projekt „Electrifying Carbocatalysis for Sustainable Organic Synthesis” koncentruje się na rozwoju zaawansowanych katalizatorów węglowych do zrównoważonych przemian organicznych.
Po seminarium tradycyjnie zapraszamy na pizzę!
---
Abstrakt wystąpienia:
Kiedyś uważany jedynie za obojętny, czarny, przewodzący nośnik, węgiel ponownie stał się jednym z najbardziej kreatywnych materiałów w katalizie. Jego zdolność do chemicznego i strukturalnego przeprojektowywania poprzez kontrolowane domieszkowanie, inżynierię defektów i hierarchiczną porowatość ujawniła niezwykły zakres reaktywności, niegdyś zarezerwowany dla metali. Obecnie węgiel łączy świat molekularny i heterogeniczny, katalizując przemiany elektrochemiczne z wysoką selektywnością i aktywnością, opierając się wyłącznie na pierwiastkach występujących w przyrodzie.
Zmiana koncepcji rozpoczęła się wraz z uświadomieniem sobie, że węgle domieszkowane heteroatomami, a w szczególności struktury CxNy, mogą działać jako wydajne elektro- i fotokatalizatory. Węgle domieszkowane azotem rywalizują obecnie z najnowocześniejszym Pt w zakresie ORR, podważając długoletni paradygmat, że metale szlachetne są niezbędne do działania katalitycznego. Opierając się na tym fundamencie, moja grupa bada, w jaki sposób materiały węglowe mogą rozszerzyć swój zasięg na bardziej złożone reakcje elektrosyntezy, takie jak uwodornienie nienasyconych związków organicznych. Pokażę, że starannie dostosowane węgle domieszkowane azotem przeprowadzają redukcję aktywowanych olefin, skutecznie naśladując aktywność metali szlachetnych. Gdy powszechnie występujące metale (Co, Ni, Fe) zostaną wprowadzone jako atomowo rozproszone centra w sieci węglowej (materiały M-N-C), mogą one kierować uwodornieniem alkinów z niezwykłą chemo- i stereoselektywnością, dając albo cis- albo trans-alkeny w zależności od tożsamości metalu. Co intrygujące, w niektórych układach te izolowane atomy metalu zamiast tego zatruwają wewnętrzne miejsca aktywne węgla domieszkowanego azotem, ujawniając nieoczekiwany antagonizm w takich hybrydowych katalizatorach. Materiały węglowe odgrywają również istotną rolę jako spoiwa, sklejając ze sobą aktywne składniki. Wykazaliśmy, że subtelne zmiany w spoiwach polimerowych zmieniają mikrośrodowisko otaczające miejsca aktywne poprzez przekształcenie podwójnej warstwy elektrycznej, co znacznie zwiększa aktywność i wydajność faradajowską reakcji uwodornienia, nawet pięciokrotnie.
Wspólnie, te odkrycia zmieniają pozycjonowanie węgla z pasywnego rusztowania na aktywne katalizatory, zdolne do naśladowania precyzji enzymatycznej, działając zgodnie z zasadami chemii zelektryfikowanej. W miarę jak zmierzamy w kierunku zrównoważonej produkcji chemicznej, ta transformacja węgla prawdziwie wyznacza przejście od czarnego prochu do świetlanej przyszłości.