Descrizione del progetto
Nuovi materiali per incrementare la produzione di idrogeno solare
La generazione di idrogeno dalla scissione fotoelettrochimica dell’acqua è una delle forme più promettenti di produzione di energia. Il progetto OHPERA, finanziato dall’UE, prevede di sviluppare una cella fotoelettrochimica tandem con prova di concetto per ottenere contemporaneamente un’efficiente produzione di idrogeno a energia solare al catodo e prodotti chimici ad alto valore aggiunto dalla valorizzazione dei rifiuti industriali all’anodo. I ricercatori integreranno fotoelettrodi altamente efficienti e stabili basati su nanocristalli di perovskite senza alogenuri di piombo e strati catalitici su misura, evitando l’uso di materie prime critiche. La modellizzazione teorica sia su scala atomistica che su scala di dispositivo aiuterà lo sviluppo dei materiali e migliorerà la comprensione dei meccanismi fisici alla base delle loro prestazioni. Tutti i materiali e i componenti saranno integrati in un dispositivo come prova di concetto.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
- 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
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
HORIZON-EIC-2021-PATHFINDERCHALLENGES-01
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HORIZON-EIC - HORIZON EIC GrantsCoordinatore
12006 Castellon De La Plana
Spagna