Na první pohled jde o čistě teoretický výzkum – modelování chování atomů, výpočty na základě kvantové mechaniky, simulace periodických materiálů. Ale právě tato práce může mít v budoucnu velmi praktické využití. Fyzik Masoud Shahrokhikhorneh, který v lednu tohoto roku nastoupil na pozici klíčového pracovníka projektu LERCO, se jako člen výzkumné Skupiny fyziky nanostruktur vedené doktorem Františkem Karlickým zaměřuje na návrh katalyzátorů nové generace, které mohou významně zefektivnit výrobu energie z obnovitelných zdrojů.

Jeho hlavním zájmem jsou takzvané jednoatomové katalyzátory (single-atom catalysts, SACs) a subnanoklastry – tedy extrémně malé struktury, ve kterých má každý atom své specifické místo a funkci. Právě tato precizní atomární architektura dává těmto materiálům unikátní elektronické vlastnosti a vysokou povrchovou aktivitu. „Ve výzkumu vidím obrovský potenciál pro praktické využití. Například při štěpení vody na vodík a kyslík, při přeměně oxidu uhličitého na paliva nebo při výrobě čpavku ekologickým způsobem,“ podotýká Shahrokhikhorneh.

Díky výpočtům z takzvaných prvních principů (first-principles modeling) lze předpovědět, jak se atomy v materiálu chovají, jak mezi nimi probíhá přenos náboje a jaká mají aktivní místa pro chemické reakce. Tato přesná znalost umožňuje navrhovat materiály „na míru“ – tak, aby byly co nejúčinnější, stabilní a cenově dostupné. „Úzce spolupracuji s experimentálními skupinami v zahraničí, se kterými propojujeme mou teorii s praktickým testováním v laboratoři a ověřujeme tak nejslibnější kandidáty na katalyzátory. Tento integrovaný přístup může vést k vývoji nákladově efektivních, škálovatelných katalyzátorů, které výrazně zvýší účinnost elektrolyzérů, palivových článků, konvertorů CO₂ a dalších systémů zelené energie,“ uzavírá doktor Shahrokhikhorneh.

V konečném důsledku by výsledky tohoto výzkumu mohly pomoci snížit naši závislost na kritických surovinách, snížit náklady na energii a urychlit zavádění čistých technologií v průmyslu, životním prostředí a energetice. Což slibuje pozitivní ekologický, ale i finanční dopad na každodenní život.

Dr. Masoud Shahrokhikhorneh se specializuje na elektronovou strukturu, katalýzu a modelování nanomateriálů. Je autorem 75 odborných publikací, zároveň působí jako recenzent pro řadu mezinárodních časopisů. V letech 2021–2024 byl zařazen mezi 2 % nejcitovanějších vědců světa (Elsevier Data Repository). O skupině vědců na Přírodovědecké fakultě OU, s níž v současnosti v rámci projektu LERCO Dr. Shahrokhikhorneh pracuje na převratném výzkumu, se dozvěděl během svého postdoktorandského působení na Université Paris-Est, kde pracoval na optických vlastnostech 2D materiálů: „Od té doby jsem pozorně sledoval jejich publikace, které mě trvale ohromovaly svými inovativními přístupy k nanomateriálům a katalýze. Postupem času se tato vědecká shoda proměnila ve spolupráci a nakonec mě inspirovala k tomu, abych se k nim aktivně připojil, a přispěl tak k rozvoji špičkového materiálového výzkumu.“

Life Environment Research Center Ostrava (LERCO) je nově budovaný vědecko-výzkumný hub, který jako jeden z nástrojů umožňuje transformaci Moravskoslezského kraje (dále MSK) z „uhelného” na „zdravější a chytřejší” region. Špičkově vybavené zázemí a 9 excelentních výzkumných týmů projektu umožní realizaci aktivit v širokém a unikátním mezioborovém zaměření v biomedicínských, přírodovědných a behaviorálních oborech, od základního výzkumu přes experimentální vývoj po aplikovaný výzkum, napříč vědeckovýzkumnými institucemi (OU, FNO, VŠB-TUO) a dalšími spolupracujícími vědeckovýzkumnými i komerčními subjekty z praxe v ČR i v zahraničí.

Cílem projektu je komplexní podpora rozvoje inovačního vědeckovýzkumného potenciálu MSK kraje v netechnických oborech s dopadem na: zdraví obyvatelstva, rozvoj spolupráce vědy a výzkumu s komerční sférou (podpora vzniku spin-off a start up firem), podporu zaměstnanosti v kraji, zvýšení atraktivnosti regionu ve vědě a výzkumu, vzdělávání a municipality poskytnutím inovačních nástrojů. Projekt není postaven na komerčních aktivitách nebo jejich podpoře, pouze z dlouhodobého horizontu připravuje vhodné zázemí pro další možnou (a žádoucí) spolupráci vědeckovýzkumné sféry s aplikační sférou v MSK, která tu regionálně dosud nebyla dostatečná.