Väitös 9.12.2022: Simulaatioiden avulla kohti vihreämpää kemiaa (Korpelin)
2.12.2022 09:30:00 EET | Jyväskylän yliopisto | Tiedote

Väitöstyössä tarkasteltiin vedyntuotantoon ja biomassanjalostukseen liittyviä reaktioita, jotka ovat vihreän kemian ytimessä. Kehittämällä tällaisille reaktioille parempia katalyyttejä voidaan säästää energiaa ja lisätä uusiutuvien raaka-aineiden osuutta teollisuudessa. Katalyysi onkin avainasemassa ilmastonmuutoksen torjunnassa ja kiertotalouden edistämisessä.
Katalyyttien kehitystyön tukena on jo kauan käytetty laskennallisia menetelmiä, joiden avulla katalyyttejä ja niillä tapahtuvia reaktioita voidaan simuloida atomitasolla. Simulaatiot valottavat materiaalien ja prosessien yksityiskohtia täydentäen kokeellisista tutkimuksista saatavaa yleisempää kuvaa.
Rajapinnalta synergiaa synteeseihin
Perinteisesti on ajateltu, että oksidin rooli metalli-oksidikatalyytissä olisi vain toimia kantajana aktiivisille metallihiukkasille. Tuoreemmissa tutkimuksissa oksidin katalyyttinen merkitys on kuitenkin korostunut, ja varsinkin metalli-oksidirajapinnan poikkeuksellinen aktiivisuus on tunnistettu. Rajapinnalla katalyytin molemmat komponentit voivat osallistua reaktioihin mahdollistaen prosesseja, joita kumpikaan ei yksin pystyisi katalysoimaan.
Hyvin pienet, korkeintaan kymmenien atomien kokoiset metallihiukkaset ovat ominaisuuksiltaan erityisen monimutkaisia.
”Tässä kokoluokassa hiukkasten kemiallinen luonne alkaa muuttua metallisesta molekyylimäiseksi, mikä tekee niiden jokaisesta rajapintapaikasta ainutlaatuisen. Tämä ilmiö laajentaa mahdollisten reaktiopaikkojen kirjoa entisestään, mutta myös vaikeuttaa katalyytin ominaisuuksien ennustamista”, Korpelin avaa. Hän kehitti väitöstyössään menetelmiä tällaisten katalyyttien ymmärtämiseksi, jotta niiden tarjoamat mahdollisuudet voitaisiin hyödyntää tehokkaasti.
Vahvemmat yhdessä
Metallin ja oksidin yhdistäminen voi myös luoda materiaaleille uusia toiminnallisuuksia, mikä laajentaa niiden käyttömahdollisuuksia eri prosesseissa. Esimerkiksi zirkonia, joka tyypillisesti on pelkistymätön oksidi, voidaan saada pelkistyväksi kiinnittämällä sen pinnalle metalliatomeja. Korpelin selvitti ilmiön alkuperää laskennallisesti ja osoitti, että sen voimakkuus riippuu käytetystä metallista ja sen vuorovaikutuksista oksidipinnan kanssa.
Toisena esimerkkinä katalyytin muokkauksen mahdollisuuksista tarkasteltiin metallipintaa, jolle lisätty oksidi toimii happokatalyyttinä. Väitöstyössä simuloitiin tällaisen katalyytin toimintaa glyserolin dehydraatiossa, joka on teollisesti merkittävä biomassanjalostusprosessi. Korpelin totesi oksidin mahdollistaman happokatalyysin edistävän toivottujen tuotteiden muodostumista, mikä tukee ja selittää kokeellisia havaintoja.
Tutkimus on julkaistu Jyväskylän yliopiston väitöstutkimusten sarjassa JYU Dissertations, numero 578. ISBN 978-951-39-9236-1 (PDF) URN:ISBN:978-951-39-9236-1 ISSN 2489-9003.
Linkki julkaisuun: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-9236-1
FM Ville Korpelinin väitöskirjan "Computational Studies of Catalytic Active Site Properties and Reactions at the Metal-Oxide Interface" tarkastustilaisuus 9.12.2022 klo 12. Vastaväittäjänä professori Hannes Jonsson (University of Iceland) ja kustoksena professori Karoliina Honkala (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Ville Korpelin
ville.p.korpelin@jyu.fi
Vesa HolmViestinnän asiantuntija
Puh:+358504733483vesa.j.holm@jyu.fiKuvat

Tietoja julkaisijasta
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
Miljoonarahoitus vaihdevuositutkimukseen Jane ja Aatos Erkon säätiöltä2.4.2026 09:31:43 EEST | Tiedote
Jane ja Aatos Erkon säätiö on myöntänyt 1,017 miljoonan euron rahoituksen Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisen tiedekunnan tutkimukselle. Apulaisprofessori Eija Laakkosen hanke tutkii vaihdevuosien keskeistä mutta vielä puutteellisesti ymmärrettyä ilmiötä: estrogeenin vähenemisen vaikutuksia naisten sydän- ja aineenvaihduntaterveyteen, hermoston ja rasvakudoksen toimintaan, kehonkoostumukseen ja elämänlaatuun.
Muuttolintujen kevät innoittaa luonnonystäviä 8.4. – mukana tapahtumassa myös Pirkka-Pekka Petelius2.4.2026 08:00:00 EEST | Tiedote
Kansalaistieteen Lähde: Muuttolintujen kevät -tapahtuma ke 8.4.2026 klo 12–19.30, Jyväskylän yliopiston päärakennus, juhlasali ja kirjasto Lähde
Jyväskylän Normaalikoulun alakoulu täyttää 160 vuotta – juhlavuosi huipentuu syksyllä31.3.2026 13:22:22 EEST | Tiedote
Suomen vanhin harjoittelukoulu, Jyväskylän normaalikoulun alakoulu, viettää tänä vuonna 160-vuotisjuhlavuottaan. Juhlavuotta vietetään pitkin vuotta oppilaiden projekteilla ja tapahtumilla, ja juhla huipentuu 3. lokakuuta Jyväskylän yliopiston päärakennuksessa ja hotelli Laajavuoressa järjestettävään pää- ja iltajuhlaan, joissa juhlistetaan samalla myös 110 vuotta täyttänyttä yläkoulua ja lukiota.
Jyväskylän yliopiston tilinpäätös ja toimintakertomus 2025: Tutkimuksessa ja koulutuksessa menestystä, korkeakoulukonsernin rakentaminen käyntiin30.3.2026 10:59:55 EEST | Tiedote
Vuosi 2025 oli tutkimuksen ja koulutuksen osalta menestyksekäs. Yliopiston julkaisujen kokonaismäärä pysyi vakiintuneella noin 3 500:n vuositasolla.
Olli Ohtonen lumiurheilun työelämäprofessoriksi vahvistamaan tieteen ja huippu-urheilun yhteistyötä30.3.2026 06:00:00 EEST | Tiedote
Olli Ohtonen aloittaa 1.4.2026 Suomen ensimmäisenä lumiurheilun työelämäprofessorina Jyväskylän yliopiston Vuokatin liikuntateknologian yksikössä. Professuuri vahvistaa tieteen ja huippu-urheilun yhteistyötä ja perustuu yhteistyöhön Suomen Olympiakomitean kanssa.
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
