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
Tutkimus: Hyvän vanhemmuuden ihanne näkyy kirppisostoksissa29.5.2026 06:58:00 EEST | Tiedote
Tuore tutkimus osoittaa, että hyvä vanhemmuus, taloudelliset syyt ja vastuullisuus ohjaavat äitien päätöksiä ostaa käytettyjä lastenvaatteita. Lapseen liittyvät hankinnat koetaan erityisen palkitsevana ja näin keskeisenä ostopäätöksen tekijänä.
Väitös: Lentoliikenteen nopeaa kasvua voidaan hillitä - katse arjen käytäntöihin, ei vain yksilövalintoihin28.5.2026 09:42:02 EEST | Tiedote
Lentoliikenne on ristiriitaisessa tilanteessa: se kasvaa Euroopassa ennätystahtia samaan aikaan, kun päästöjä pitäisi vähentää nopeasti. KTM Minna Käyrä tarkasteli Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulun yritysten ympäristöjohtamisen väitöskirjassaan, miten kysyntä lentoliikenteelle syntyy suomalaisessa yhteiskunnassa ja millaisia muutoksia tarvitaan kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi. Tutkimus paljastaa, että lentäminen on kietoutunut monin tavoin suomalaisten elämään. Kestävyyden edistämisessä huomio tulisi suunnata kysynnän muodostumiseen eli siihen, miksi ihmiset lentävät.
Jyväskylän yliopisto jälleen Suomen kärjessä avoimessa tieteessä27.5.2026 09:25:19 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopisto on edelleen Suomen paras tutkimusjulkaisujensa avoimessa saatavuudessa. Yliopiston kaikista vuonna 2025 julkaistuista vertaisarvioiduista tutkimusjulkaisuista jo 94 prosenttia on verkossa avoimesti saatavilla.
Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulun uusi työelämäprofessori Susanna Horn: ”Tutkin, miten kiertotaloutta toteutetaan käytännössä, jotta se tuottaa mahdollisimman suuret ympäristöhyödyt ja samalla arvoa yrityksille”22.5.2026 08:00:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulun uusi työelämäprofessori Susanna Horn vahvistaa kauppakorkeakoulussa kestävän liiketoiminnan tutkimusta, erityisesti kiertotalouden tutkimusta. 1.3.2026 alkaneen nelivuotisen työelämäprofessuurin rahoittajana on Central Finland Mobility Foundation (Cefmof) ‑säätiö.
Biologiasta turvallisuusteknologiaan – Moona Huttunen rakentaa monitieteistä tekniikan osaamista21.5.2026 07:05:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston yliopistonlehtori Moona Huttusen urapolku on kulkenut biologian opinnoista kansainvälisen virustutkimuksen kautta turvallisuusteknologian diplomi-insinöörikoulutuksen kehittämiseen. Monitieteisyys, uteliaisuus ja halu ymmärtää ilmiöitä laajemmin ovat ohjanneet hänen valintojaan koko uran ajan.
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
