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Cutting-Edge Anion Exchange Membrane Electrolyzer for Sustainable Green Hydrogen Production: From Advanced Catalyst Synthesis to Innovative Membrane-Electrode Assembly Fabrication

Projektbeschreibung

Eine effizientere und skalierbarere Produktion von grünem Wasserstoff

Grüner Wasserstoff ist eine entscheidende Komponente für die Weiterentwicklung nachhaltiger Energiesysteme und die Erreichung einer kohlenstoffarmen Wirtschaft. Die derzeitigen Produktionsmethoden leiden jedoch unter hohen Kosten und einer geringen Haltbarkeit. Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt H2-IMPACT wird dazu beitragen, die Technologie der Anionenaustauschmembran-Wasserelektrolyse (AEMWE) zu fördern – ein Verfahren, bei dem eine alkalische Membran Wasser mithilfe von erneuerbarem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff spaltet. Im Mittelpunkt steht die Überwindung kritischer Hindernisse im Zusammenhang mit der Stabilität und Effizienz der Technologie durch die Entwicklung von Katalysatoren ohne Platinmetalle und eines einzigartigen ionomerfreien Membran-Elektroden-Systems. H2-IMPACT wird einen Prototyp eines 5-Zellen-AEMWE-Stacks liefern, der Wasserstoff für unter 2,5 EUR/kg mit einer Lebensdauer von mehr als 5.000 Stunden produzieren kann.

Ziel

H2-IMPACT seeks to transform anion exchange membrane water electrolysis (AEMWE) technology to enable sustainable large-scale green hydrogen production. The project addresses critical challenges, including the need for cost-effective, durable, and platinum group metal (PGM)-free electrocatalysts, as well as the stability of membrane-electrode assemblies (MEA).

To overcome these issues, H2-IMPACT implements innovative catalyst synthesis methods that precisely regulate electronic structures, maximize active site density, and enhance ionic conductivity. This includes the creation of high-performance Ni-based catalysts doped with high-valent metals, confined within porous carbon supports for anode and cathode. The project also develops a groundbreaking ionomer-free MEA design with a strip-shaped hydroxyl ion conduction pathway to control local pH and enable in situ/operando analysis under real operating conditions.

H2-IMPACT aims to deliver a cost-effective 5-cell AEMWE stack prototype (TRL4), targeting hydrogen production costs below €2.5/kg and a lifespan exceeding 5,000 hours. The project focuses on four core objectives: designing durable PGM-free electrocatalysts, fabricating stable ionomer-free MEA, developing high-performance AEMWE cells, and demonstrating a large-scale prototype integrated with solar energy. The project strategy combines advanced materials science and electrochemical techniques to optimize AEMWE performance.

H2-IMPACT will significantly enhance my research profile by providing multidisciplinary training in hybrid catalyst synthesis, operando/in-situ techniques, and scientific communication. It will also expand my professional network in technologies, such as metal-air batteries for bifunctional air electrodes. Additionally, I will contribute my expertise in electrolyzers to the host institution. The outcomes of H2-IMPACT will support the EU's green hydrogen strategy, promote renewable energy integration, and create new economic opportunities.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA
Netto-EU-Beitrag
€ 209 914,56
Adresse
COLEXIO DE SAN XEROME PRAZA DO OBRADOIRO S/N
15782 Santiago De Compostela
Spanien
Region
Noroeste Galicia A Coruña
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten