Descripción del proyecto
Nuevos materiales para impulsar la producción de hidrógeno solar
La generación de combustible de hidrógeno a partir de la disociación fotoelectroquímica del agua es una de las formas más prometedoras de producción de energía. El equipo del proyecto OHPERA, financiado con fondos europeos, tiene previsto desarrollar una célula fotoelectroquímica en tándem como prueba de concepto para lograr de forma simultánea una producción eficiente de hidrógeno, impulsada por la energía solar en el cátodo, y productos químicos de alto valor añadido, procedentes de la valorización de residuos industriales en el ánodo. Los investigadores integrarán fotoelectrodos muy eficientes y estables basados en nanocristales de perovskita sin plomo y capas catalíticas a medida, evitando así el uso de materias primas fundamentales. La modelización teórica, tanto a escala atómica como de dispositivo, ayudará al desarrollo de los materiales y mejorará la comprensión de los mecanismos físicos que subyacen a su rendimiento. Todos los materiales y componentes se integrarán en un dispositivo de prueba de concepto.
Objetivo
Photoelectrochemical (PEC) H2 generation, using water as proton and electron source, is considered the most impactful solar-driven processes to tackle the energy, environment, and climate crisis, providing a circular economy strategy to supply green energy vectors (H2) with zero carbon footprint. Aligning with this view, OHPERA will develop a proof-of-concept unbiased tandem PEC cell to simultaneously achieve efficient solar-driven H2 production at the cathode and high added-value chemicals from valorization of industrial waste (glycerol) at the anode, being sunlight the only energy input. Thus, OPHERA will demonstrate the viability of producing chemicals with economic benefits starting from industrial waste, using a renewable source of energy. For this purpose, OPHERA will integrate highly efficient and stable photoelectrodes based on halide lead-free perovskite nanocrystals (PNCs) and tailored catalytic/passivation layers, avoiding the use of critical raw materials (CRM), in a proof-of-concept eco-design PEC device. Theoretical modelling both at an atomistic and device scales will assist the materials development and mechanistic understanding of the processes, and all materials and components will be integrated in a proof-of-concept device, targeting standalone operation at 10 mA·cm-2 for 100 hours, 90% Faradaic efficiency to H2, and including a clearly defined roadmap for upscaling and exploitation. Therefore, OPHERA will offer a dual process to produce green H2 concomitant to the treatment of industrial waste generating added-value chemicals with high economic and industrial interest, thus offering a competitive LCOH.
Ámbito científico
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energy
- engineering and technologyenvironmental engineeringmining and mineral processing
- engineering and technologynanotechnologynano-materialsnanocrystals
- natural sciencesearth and related environmental sciencesatmospheric sciencesclimatologyclimatic changes
- social scienceseconomics and businesseconomicssustainable economy
Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Convocatoria de propuestas
HORIZON-EIC-2021-PATHFINDERCHALLENGES-01
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HORIZON-EIC - HORIZON EIC GrantsCoordinador
12006 Castellon De La Plana
España