Description du projet
Des catalyseurs moléculaires robustes pour la réaction électrochimique d’oxydation de l’ammoniac
La conversion de l’énergie stockée dans les liaisons chimiques au moyen de piles à combustible constitue un facteur prometteur de la transition vers une énergie verte. L’ammoniac présente de nombreux avantages par rapport à l’hydrogène, notamment un coût inférieur par unité d’énergie stockée et une infrastructure de production et de distribution bien établie et simple. La réaction électrochimique d’oxydation de l’ammoniac (eAOR) repose généralement sur des électrocatalyseurs à base de platine. Bien que les catalyseurs moléculaires eAOR constituent une alternative prometteuse qui présente de nombreux avantages, une meilleure compréhension est toutefois nécessaire dans des conditions non homogènes et plus réalistes. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet Elmar se propose de créer des électrocatalyseurs hybrides en encapsulant des complexes moléculaires de métaux non nobles dans des matériaux de support à base de carbone et de les optimiser pour le secteur énergétique européen.
Objectif
Fuel cells represent highly efficient and non-polluting power devices that convert the chemical energy of a fuel into electrical power. Ammonia, as a fuel, is considered a potent alternative to the commonly used hydrogen because it has a lower cost per unit of stored energy and benefits from a well-established production and distribution infrastructure. The electrochemical NH3 oxidation reaction (eAOR) typically relies on Pt-based electrocatalysts due to their low overpotential and remarkable selectivity for N2. However, their susceptibility to durability problems exacerbates their already high cost and limited availability. A few recent studies have reported molecular eAOR catalysts, but evaluate them under homogeneous conditions, which are rarely relevant to energy-related applications. To make feasible catalytic systems out of molecular catalysts, their heterogenisation on electrode surfaces is necessary.
Within the MSCA postdoctoral fellowship 'Elmar', I aim to construct catalytic films for eAOR, by encapsulating non-noble metal molecular complexes in carbon-based supporting materials. Those hybrid electrocatalysts will undergo electrochemical assessment to determine their efficiency and durability, and will be compared to a reference Pt/C catalyst. The performance of each electrocatalyst will be optimized by tuning the micro-environment of the molecular complex inside the film, and rationalized based on spectroscopic and spectroelectrochemical investigations.
Overall, I aspire to establish an exemplary methodology for constructing, optimizing, and rationalizing electrocatalysts based on simple non-noble metal complexes. My ultimate goal is to create robust eAOR catalysts capable of competing with Pt-based ones. This endeavour can significantly contribute to the development of fuel cell technologies, that are expected to play an important role in the decarbonization of the EUs energy system.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- ingénierie et technologiegénie de l'environnementénergie et combustibles
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
751 05 Uppsala
Suède