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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

Descrizione del progetto

Produzione di idrogeno verde più conveniente, efficiente e scalabile

L’idrogeno verde è una componente fondamentale per il progresso dei sistemi energetici sostenibili e il raggiungimento di un’economia a basse emissioni di carbonio. Tuttavia, gli attuali metodi di produzione sono limitati da costi elevati e dalla scarsa durabilità. Con il supporto del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto H2-IMPACT contribuirà a potenziare la tecnologia dell’elettrolisi dell’acqua con membrana a scambio anionico, un processo che utilizza una membrana alcalina per scindere l’acqua in idrogeno e ossigeno utilizzando energia elettrica rinnovabile. L’attenzione sarà rivolta al superamento delle barriere critiche legate alla stabilità e all’efficienza della tecnologia mediante lo sviluppo di catalizzatori privi di metalli del gruppo del platino e di un esclusivo design di assemblaggio membrana-elettrodo privo di ionomeri. H2-IMPACT fornirà un prototipo di stack AEMWE a 5 celle in grado di produrre idrogeno a un costo inferiore a 2,5 EUR/kg con una durata di vita di oltre 5 000 ore.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA
Contributo netto dell'UE
€ 209 914,56
Indirizzo
COLEXIO DE SAN XEROME PRAZA DO OBRADOIRO S/N
15782 Santiago De Compostela
Spagna
Regione
Noroeste Galicia A Coruña
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato