Väitös 9.12.2022: Simulaatioiden avulla kohti vihreämpää kemiaa (Korpelin)

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
Tiedekilpailut 2026 – Ensiaskel kohti tieteen ja korkeakouluopintojen maailmaa20.1.2026 07:05:00 EET | Tiedote
Ingressi
Uusi väitöstutkimus selvittää kuluttajien epäkohteliaan käytöksen vaikutuksia sivullisten käsityksiin brändeistä sosiaalisessa mediassa19.1.2026 11:02:33 EET | Tiedote
KTM Maqsood Bhutto Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulusta tarkastelee markkinoinnin alaan kuuluvassa väitöskirjassaan, miten kuluttajien epäkohtelias käytös vaikuttaa brändeihin, työntekijöihin ja sivullisiin. Tutkimus osoittaa, että kuluttajien epäkohteliaisuus verkossa – toisin sanoen pienimuotoinen normeja rikkova kuluttajakäyttäytyminen, johon liittyy epäkunnioitusta, töykeyttä tai vihamielisyyttä erityisesti sosiaalisen median vuorovaikutustilanteissa – heikentää merkittävästi luottamusta brändiin ja sitoutumista yhteisöön sekä vähentää ostohalukkuutta vesittäen samalla brändien sovittelevien vastausten tehoa.
Väitös: Työarjen digitaaliset käytännöt voivat tukea oppimista (Karhapää)19.1.2026 10:07:52 EET | Tiedote
Työn arjen tilanteet, kuten verkkopalaverit ja jatkuva digitaalinen vuorovaikutus ovat keskeisiä oppimisen paikkoja. Tuore väitöstutkimus Jyväskylän yliopistosta osoittaa, että tarkoituksenmukaiset digityön käytännöt voivat tukea merkittävästi työssä tapahtuvaa oppimista, kun taas hallitsematon digiarjen kuormitus voi estää sitä.
It’s not just about trying hard: Forced migrants face structural barriers to well-being in Finland17.1.2026 08:30:00 EET | Tiedote
Finland ranks among the world’s happiest countries, but not all residents share this experience. Recent research shows that migrants, especially those forced to flee their homes, often report lower levels of well-being in Finnish society. Areen Nassar´s doctoral dissertation reveals why: forced migrants face multiple structural barriers, even with their best efforts.
Antti Koivula jatkaa Jyväskylän yliopiston hallituksen puheenjohtajana kauden 2026–202716.1.2026 14:30:20 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopiston hallitus valitsi järjestäytymiskokouksessaan 16.1.2026 puheenjohtajakseen professori Antti Koivulan. Varapuheenjohtajaksi valittiin KTT, FL Hanna Maula.
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
