Theoretical investigation of novel two-dimensional materials with application potential

• Thesis title in Czech: Teoretické studium aplikačního potenciálu nových dvourozměrných materiálů
• Thesis title in English: Theoretical investigation of novel two-dimensional materials with application potential
• Key words: metody funkcionálu hustoty, kvantová chemie, sulfidy transitních kovů a příbuzné materiály, mikroporézní materiály, katalýza
• English key words: density functional theory, quantum chemistry, transition metal sulphides and related materials, microporous materials, catalysis
• Academic year of topic announcement: 2015/2016
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Physical and Macromolecular Chemistry (31-260)
• Supervisor: prof. RNDr. Petr Nachtigall, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 22.10.2015
• Date of assignment: 22.10.2015
• Date and time of defence: 17.05.2019 00:00
• Date of electronic submission: 19.03.2019
• Date of proceeded defence: 17.05.2019
• Opponents: prof. Guillaume Maurin
• Advisors: doc. RNDr. Lukáš Grajciar, Ph.D.

Preliminary scope of work

Rychlý vývoj v oblasti nových materiálů vyžaduje vysoce kvalifikované experty v moderních metodách teoretické chemie a teoretické fyziky. Tento projekt je zaměřen právě na trénink specialistů na pomezí teoretické fyziky a chemie. V poslední době zdůrazňovaný koncept udržitelného rozvoje chemie (sustainable chemistry) vyžaduje vývoj nových materiálů pro ukládání energie, konverzi energie a katalýzu, které jsou zárovně environmentálně šetrné. V rámci tohoto projektu bude studována struktura, elektronová struktura, chemické a fyzikální vlastnosti, magnetické a optické vlastnosti takovýchto materiálů pomocí moderních metod počítačové chemie a fyziky a to v úzké spolupráci s experimentálními skupinami zabývajícími se experimentální studiem stejných materiálů. Zejména budou studovány nanokatalyzátory na různých nosičích, například oxidech kovů, silice a uhlíku. Bude studována elektronová struktura a vlastnosti klastrů různých velikostí a složení, například klastrů Pd, Ni_xP_y, Mo_xC_y a různých kovových kationtů a kovových oxidů.

Preliminary scope of work in English

Fast development in the field of material science and material chemistry calls for highly skilled experts in modern methods of theoretical chemistry and theoretical physics. This project is aimed to train experts in such methods on the borderline of theoretical physics and chemistry. The concept of sustainable chemistry requires the development of novel materials for energy storage, energy conversion, and catalysis that are energy efficient and environmentally friendly. Within the project the structure, electronic structure, chemical and physical properties, magnetic and optical properties of such materials will be investigated computationally in close collaboration with relevant experimental groups investigating the same systems. In particular, nano-catalysts based on metal-oxide, silica, and carbon supports will be investigated. Electronic structure and properties of clusters of various compositions and sizes will be studied, including Pd clusters, nickel phosphide, molybdenum carbide, and various metal cations and metal oxides.