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
Suomen Akatemialta lähes viisi miljoonaa euroa Jyväskylän yliopiston koulutuksen, kulttuurin ja yhteiskunnan tutkimukseen12.6.2026 14:27:58 EEST | Tiedote
Suomen Akatemian kulttuurin ja yhteiskunnan tutkimuksen toimikunta on myöntänyt Jyväskylän yliopiston tutkijoille yhteensä noin 4,9 miljoonaa euroa uutta tutkimusrahoitusta. Rahoituksen saivat kuusi akatemiahanketta ja kaksi akatemiatutkijaa. Rahoitus vahvistaa yliopiston korkeatasoista tutkimusta erityisesti koulutuksen, yhteiskunnan, hyvinvoinnin ja kulttuurin tutkimuksen aloilla.
Suomen Akatemialta rahoitusta Jyväskylän yliopistoon biotieteiden, terveyden ja ympäristön tutkimukseen12.6.2026 08:05:00 EEST | Tiedote
Suomen Akatemian biotieteiden, terveyden ja ympäristön tutkimuksen toimikunta (BTY) myönsi rahoituksen 42 uudelle akatemiatutkijalle. Lisäksi toimikunta rahoitti 75 akatemiahanketta, joissa on mukana yhteensä 100 osahanketta. Jyväskylän yliopistossa rahoituksen sai kaksi uutta akatemiatutkijaa ja yksi akatemiahanke, yhteensä kaksi miljoonaa euroa.
Kuitulisä tehoaa rasvamaksaan – vaikutus riippuu suolistomikrobiston lähtötasosta12.6.2026 06:30:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopistossa tutkittiin ensimmäistä kertaa ihmisillä prebioottisen ksylo-oligosakkaridi-ravintokuidun vaikutusta rasvamaksaan. Tulokset osoittavat, että kuitulisä voi vähentää haitallisten aineenvaihduntatuotteiden määrää suolistossa ja siten parantaa maksan terveyttä. Suolistomikrobiston koostumus ennen ravintolisää vaikuttaa siitä saatavaan hyötyyn.
Suomen Akatemialta lähes 5 miljoonan euron rahoitus Jyväskylän yliopiston tutkijoille luonnontieteiden tutkimukseen11.6.2026 13:00:00 EEST | Tiedote
Suomen Akatemian luonnontieteiden ja tekniikan tutkimuksen toimikunta (LT) on myöntänyt Jyväskylän yliopistolle merkittävää tutkimusrahoitusta. Rahoituksen saivat neljä uutta akatemiatutkijaa ja neljä akatemiahanketta. Myönnetyn rahoituksen kokonaismäärä on noin 4,8 miljoonaa euroa, ja se vahvistaa yliopiston korkeatasoista tutkimusta luonnontieteiden, matematiikan ja tekniikan aloilla.
Perhekeskukset tukevat vanhempien tiimityötä niin vauva-aikana kuin ero- ja ristiriitatilanteissa11.6.2026 08:28:25 EEST | Tiedote
Perhepalveluilla on keskeinen rooli vanhemmuuden tukemisessa tilanteessa, jossa syntyvyyden vahvistamista pohditaan myös taloudellisten kannustimien kautta. Perhekeskuksissa vanhempia autetaan toimimaan tiiminä aina vauva-ajasta mahdollisiin ero- ja riitatilanteisiin. Jyväskylän yliopiston tuoreen tutkimuksen mukaan perhekeskusten tarjoama tuki rakentuu kolmelle keskeiselle toimintatavalle, joita tulisi hyödyntää palveluissa nykyistä johdonmukaisemmin.
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
