Nach Abschluss seines Abiturs an der Bonn International School schloss sich Dr. Pillai der Syracuse University in den USA für ein vierjähriges Studium im Bereich Chemieingenieurwesen an, wo er die Gelegenheit hatte, ein Semester im Labor von Prof. Jesse Bond zu verbringen. Hier legte er solide Grundlagen in Chemie und Physik, die den Weg für sein weiteres Interesse an der Katalyse ebneten.
Dr. Pillai trat zu Beginn des Jahres 2023 nach Abschluss seiner Promotion an der Virginia Tech, USA, der Gruppe von Dr. Vanessa Jane Bukas in der Theorieabteilung bei. Während seiner Promotion arbeitete er in der Gruppe von Dr. Hongliang Xin am Fachbereich Chemieingenieurwesen und nutzte maschinelles Lernen, um die Entdeckung katalytischer Materialien für eine nachhaltige Stickstoffumwandlung zu beschleunigen. Darüber hinaus arbeitete er eng mit Experimentatoren zusammen, um aktive Elektrokatalysatorkandidaten für die elektrochemische Oxidation von Ammoniak und die Reduktion von Nitrat zu validieren. Beide Reaktionen spielen eine entscheidende Rolle für die Umwelt und die öffentliche Gesundheit. Auf der einen Seite erzeugt die Oxidation von Ammoniak Elektronen in Ammoniak-basierten Brennstoffzellen, indem sie die in der Ammoniak-Brennstoff gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Auf der anderen Seite trägt die elektrochemische Reduktion von Nitrat zur Minderung der Umweltverschmutzung und zum Schutz der Wasserqualität bei, indem sie Nitrat-Ionen in Abwasser effektiv entfernt oder umwandelt.
Aus Dr. Pillais Doktorprojekt ging eine beträchtliche Anzahl von Publikationen hervor, viele davon wurden in hochrelevanten Zeitschriften für das Fachgebiet veröffentlicht, wie zum Beispiel Nature Catalysis, Energy & Environmental Science, Nature Communications und andere. Dr. Pillai trug dazu bei, ein mechanistisches Bild der Nitrat-Reduktion zu Ammoniak zu liefern, und unterstützte damit die Gemeinschaft bei der Überwindung der Einschränkungen der aktuellen Katalysatoren. Darüber hinaus entwickelte er ein genaues, aber intrinsisch interpretierbares Modell des maschinellen Lernens, das in der Lage ist, physikalische Einsichten in die chemische Bindung zu extrahieren.
Im Jahr 2019 wurde ihm der NSF Non-Academic Research Internship Award verliehen, der es ihm ermöglichte, vier Monate am SLAC National Laboratory der Stanford University zu verbringen, wodurch seine Leidenschaft und Motivation für eine akademische Karriere weiter gestärkt wurden. Neben seinen wissenschaftlichen Bemühungen engagiert sich Dr. Pillai aktiv in der Gemeinschaft, vertritt seine Postdoc-Kolleg*innenen innerhalb des Fachbereichs und des Instituts, setzt sich für ihre Rechte ein und fördert den akademischen Austausch und Möglichkeiten für Mentoring.
In den nächsten zwei Jahren am Institut wird Dr. Pillai die Verbindung zwischen der Morphologie von Elektrokatalysatoren und der Selektivität durch Massentransportphänomene erforschen, indem er rechnerische Methoden wie die Dichtefunktionaltheorie (DFT), mikrokinetische Modellierung und Kontinuummodellierung verwendet. Die selektive Produktkontrolle in einer Vielzahl von Reaktionen, wie der Elektroreduktion von Kohlendioxid und Nitrat, ist entscheidend für die Entwicklung zukünftiger nachhaltiger Energietechnologien. Daher ist es grundlegend, zu verstehen, wie Veränderungen in der Morphologie von Katalysatoren den Reaktionsweg beeinflussen können und somit das gebildete Produkt.
Dr. Pillai sagt: „Ich bin jetzt seit etwa einem Jahr hier und in dieser Zeit hatte ich die Gelegenheit, viele neue und interessante Dinge zu lernen und großartige Menschen kennenzulernen. Ich freue mich daher auf die nächsten zwei Jahre, in denen ich hoffe, dass sich dieser Trend fortsetzen wird.“
Das Institut und vor allem die Theorieabteilung feiern die Auszeichnung von Dr. Pillai und freuen sich auf die weitere Zusammenarbeit in den nächsten Jahren.