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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

Description du projet

Rendre la production d’hydrogène vert plus abordable, efficace et évolutive

L’hydrogène vert est un élément essentiel pour faire progresser les systèmes énergétiques durables et parvenir à une économie à faibles émissions de carbone. Cependant, les méthodes de production actuelles sont limitées par leurs coûts élevés et leur faible durabilité. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet H2-IMPACT contribuera à stimuler la technologie d’électrolyse de l’eau par membrane échangeuse d’anions (AEMWE pour «anion exchange membrane water electrolysis»), un procédé utilisant une membrane alcaline pour séparer l’eau en hydrogène et en oxygène à l’aide d’électricité renouvelable. L’objectif principal sera de surmonter les obstacles critiques liés à la stabilité et à l’efficacité de la technologie en développant des catalyseurs sans métaux du groupe platine et une conception unique d’assemblage membrane-électrode sans ionomère. H2-IMPACT livrera un prototype de pile AEMWE à cinq cellules capable de produire de l’hydrogène pour moins de 2,5 EUR/kg avec une durée de vie de plus de 5 000 heures.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA
Contribution nette de l'UE
€ 209 914,56
Adresse
COLEXIO DE SAN XEROME PRAZA DO OBRADOIRO S/N
15782 Santiago De Compostela
Espagne
Région
Noroeste Galicia A Coruña
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée