Ewch i’r prif gynnwys
Akash Hiregange

Mr Akash Hiregange

Timau a rolau for Akash Hiregange

Trosolwyg

Mae cemeg gyfrifiadurol yn offeryn pwerus ar gyfer pontio bylchau gwybodaeth rhwng theori ac arbrofi, gan gynnig mewnwelediadau sy'n aml yn amhosibl eu dal yn y labordy yn unig. Trwy fodelu rhyngweithiadau atomig a rhagfynegi ymddygiad deunydd, mae'n helpu i gyflymu darganfod a dyfnhau ein dealltwriaeth o brosesau cemegol cymhleth.

Rwy'n fyfyriwr PhD mewn grŵp tamm@CCI sy'n canolbwyntio ar ddeall a gwella deunyddiau catalydd ar gyfer adwaith  Fischer-Tropsch (FT) mewn cydweithrediad â bp a Phrifysgol Manceinion. Yn benodol, mae fy ymchwil yn cyfuno'r defnydd o feysydd grym Theori Swyddogaethol Dwysedd (DFT) a Machine Learned (ML) i efelychu priodweddau catalyddion sy'n seiliedig ar gobalt a hyrwyddir gan Mn ar gyfer adwaith FT. Mae'r adwaith FT yn chwarae rhan allweddol yn ein nodau i gyflawni allyriadau Sero Net, gan gynnig llwybr cynaliadwy i syntheseiddio tanwyddau hylif o bio-wastraff a gwastraff solet trefol. 

Y tu hwnt i'm hymchwil PhD, mae fy nyheadau yn ymestyn i wella fy sgiliau mathemategol a rhaglennu, yn enwedig yng nghyd-destun datblygu dulliau efelychu ar gyfer offer meddalwedd cyffredin a ddefnyddir mewn modelu deunyddiau. Ar hyn o bryd rwy'n defnyddio'r pecynnau meddalwedd canlynol ac yn anelu at gyfrannu at rai ohonynt yn y dyfodol. 

 

 

Ymchwil

Mewnwelediadau i sefydlogrwydd a throsglwyddo cyfnod nanoronynnau cobalt ocsid ar gyfer catalyddion Fischer-Tropsch

Mae'r defnydd o gatalyddion metel pontio mewn adwaith Fischer-Tropsch, sy'n cynnwys trosi syngas i hydrocarbonau hylif, yn hanfodol wrth gynhyrchu tanwydd hydrocarbon cynaliadwy. [1] Mae ocsidau metel sy'n seiliedig ar cobalt, wedi'u gwasgaru ar gefnogaeth titania (TiO2), wedi profi i fod yn rhagflaenwyr effeithiol iawn o gatalyddion metelaidd mewn synthesis FT, gyda hyrwyddwyr Mn yn gwella'r detholusrwydd. [1] Mae ychwanegu Mn yn lleihau'r maint nanoronynnau, yn gwella gwasgariad ocsid cobalt ar draws y gefnogaeth, ac yn ysgogi trawsnewidiad cyfnod o spinel Co3O4 i halen graig (RS) CoO, sy'n nodi rhyngweithiadau metel tranisiton rhwng Co, Mn a Ti. Yna amlygodd y disperison gwell i'r catalydd Co metelaidd ar ôl lleihau, gan arwain at ddetholrwydd uwch. [2] Fodd bynnag, mae natur y rhyngweithiadau sy'n gyrru trawsnewidiad cam cobalt ocsid yn y rhagflaenydd catalydd o spinel i halen graig yn parhau i fod yn anhysbys.

Mae cyfrifiadau ynni arwyneb yn dangos bod agweddau (311) a (331) CoO, a (100) a (111) agweddau Co3O4 yn fwyaf sefydlog. Roedd y morffolegau a ragwelwyd wedi'u hamgáu gan yr agweddau mwyaf sefydlog. O ystyried y cyfraniad swmp, yn ogystal ag egni arwyneb, mae'r dadansoddiad gyda'r model Barnard-Zapol [3] yn datgelu bod y trawsnewidiad cam rhwng RS CoO a Co3O4 yn digwydd ar faint critigol o ~ 3.6 nm. Yn nodedig, mae CoO yn profi i fod yn fwy sefydlog ar gyfer meintiau gronynnau llai na 3.6 nm, tra bod y spinel Co3O4 yn sefydlog ar gyfer gronynnau sy'n fwy na 3.6 nm, mewn cytundeb da ag arbrofion. Mae'r astudiaeth yn ehangu'r cyfle o ddefnyddio DFT i ddeall ymhellach y rhyngweithiadau rhyngweithio cymorth metel (Co-Mn-TiO2) a chynorthwyo i ddylunio'r genhedlaeth nesaf o gatalyddion FT.

Cyfeirnodau

1. J. Paterson, M. Peacock, R. Purves, R. Partington, K. Sullivan, G. Sunley, J. Wilson. ChemCatChem. 10 (22), 5154-5163, (2018).

2. Lindley, Matthew, Pavel Stishenko, James WM Crawley, Fred Tinkamanyire, Matthew Smith, James Paterson, Mark Peacock et al. Catalysis ACS 14, rhif 14, 10648-10657, (2024).

3.  A. Barnard, P. Zapol. Cyfnodolyn Ffiseg Gemegol, 121(9), 4276-4283, (2004).

 

Bywgraffiad

Cemeg M.Sc - Sefydliad Technoleg India - Madras, India (2020-2022)

PhD - Prifysgol Caerdydd, DU (2022-2026)

 

Anrhydeddau a dyfarniadau

Enillydd medal aur Principal Avasare (2020) - Ar y brig o'r dosbarth yn fy nghwrs israddedig.

Rhan o'r tîm a enillodd fedal arian yn ystod Hacathon Cyfrifiadura Cwantwm NQCC 2024 (Prifysgol Warwick).

Enillydd gwobr poster yng nghynhadledd CCI 2025.

 

 

Ymrwymiadau siarad cyhoeddus

  • Cyfarfod Cyfrifo ar gyfer Catalysis Cymhwysol (CAC) 2025 - Prifysgol Leeds
  • Cyfarfod defnyddwyr a datblygwyr FHI-aims 2024 - Prifysgol Warwick
  • Cynhadledd flynyddol Consortiwm Cemeg Deunyddiau 2024 - Labordy Daresbury
  • Cynhadledd Gwyddor Moleciwlaidd Gyfrifiadurol (CMS) 2024 - Prifysgol Warwick
  • cynhadledd flynyddol bp-ICAM 2024 - Manceinion

Contact Details

Email HiregangeA@caerdydd.ac.uk

Campuses Y Ganolfan Ymchwil Drosiadol, Ystafell 0.05, Heol Maindy, Cathays, Caerdydd, CF24 4HQ

Themâu ymchwil

Arbenigeddau

  • Modelu mater cyddwysedig a theori swyddogaethol dwysedd
  • Dysgu peirianyddol
  • Cyfrifiadura cwantwm
  • Cemeg cwantwm damcaniaethol