Descripción del proyecto
Materiales sostenibles para pilas de combustible de hidrógeno eficientes
El transporte es una fuente importante de emisiones de gases de efecto invernadero, que contribuyen al cambio climático. Las pilas de combustible de hidrógeno son una solución limpia, ya que generan electricidad sin emisiones. Estas pilas de combustible se basan en membranas de intercambio de protones (PEM, por su siglas en inglés) recubiertas de capas catalizadoras para funcionar con eficacia. Sin embargo, las sustancias químicas que se utilizan en la actualidad en estas membranas podrían prohibirse por motivos ambientales, lo que plantea la necesidad de buscar alternativas más seguras. El equipo del proyecto PIMIonFuelCell, que cuenta con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, creará nuevos materiales denominados polímeros de hidrocarburos aromáticos con microporosidad intrínseca. Estos polímeros son muy duraderos y permeables, lo que mejora el rendimiento de las pilas de combustible. El proyecto se centra en la creación de membranas recubiertas de catalizador optimizadas para mejorar la eficiencia y contribuir a que las pilas de combustible se conviertan en una fuente de energía más sostenible.
Objetivo
Vehicular transportation is responsible for a third of greenhouse gas emissions globally. Hydrogen fuel cells, comprising of a proton exchange membrane (PEM) coated with catalyst layers (CLs) and sandwiched between gas diffusion layers, generate electrical energy with high efficiency and zero emission. The concern regarding a potential ban by the European Union on the use of per- and polyfluoroalkyl-type forever chemicals that are currently used as PEMs and CL ionomers prompts us to seek sustainable alternatives, such as aromatic hydrocarbons (AH).
Significant progress has been made to use AHs as PEMs, due to their excellent thermal stability and eco-friendly synthesis. However, presently the specific adsorption of aromatic constituents on the noble metal catalyst and low gas permeability in the CL causes a performance penalty, thus aggravating the use of AHs as catalyst ionomer.
The aim of this project is to address these issues by developing a new class of catalyst ionomers based on AH polymers with intrinsic microporosity (PIMs). AH PIMs are expected to improve FC performance: as highly gas permeable ionomer in the CL, they facilitate chemical reactions and improve interfacial compatibility between CLs and PEM.
Using chemically durable polyphenylenes as scaffold we propose to synthesize a range of AH PIMs with enhanced gas permeability and chemical durability (objective 1-2, University of Yamanashi). Catalyst ink formulations will be prepared and coated on both sides of best-in-class AH-based PEMs to obtain catalyst coated membranes (CCMs) with optimized morphology, electrochemical surface area, electrochemical activity and ionic conductivity (objective 3-4). Finally, the performance and durability of the novel CCMs will be evaluated in the single fuel cell at University of Freiburg (objective 5). This project will contribute to the increased market penetration of the fuel cell technology and to the realisation of a more sustainable society.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
- ciencias naturalesciencias químicasquímica orgánicahidrocarburo
- ciencias naturalesciencias químicasciencia de polímeros
- ciencias naturalesciencias químicascatálisis
- ingeniería y tecnologíaingeniería ambientalenergía y combustibles
Para utilizar esta función, debe iniciar sesión o registrarse
Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global FellowshipsCoordinador
79098 Freiburg
Alemania