Descripción del proyecto
Nuevos métodos de espectroscopia podrían conducir al diseño de mejores interfaces de pilas de combustible
Las pilas de combustible de óxido sólido han despertado un gran interés debido a su capacidad de ofrecer una forma limpia y sostenible de generar electricidad. En comparación con las interfaces monofásicas, las heterointerfaces de óxidos de metales de transición muestran una cinética de difusión/intercambio de iones de órdenes de magnitud más rápida en las pilas de óxido sólido. Sin embargo, debido a la limitada resolución de los instrumentos de espectroscopia en comparación con las escalas de longitud nanométricas de las heterointerfaces, los mecanismos electrocinéticos subyacentes siguen sin comprenderse bien. Para abordar esta cuestión, el proyecto INSPIRE, financiado en el marco de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, realizará un estudio «in situ» de una serie de heterointerfaces usando espectroscopia de dispersión de iones de baja energía y espectroscopia de masa de iones secundarios de haz de iones enfocado en plasma de alta resolución. El proyecto también diseñará nanoestructuras compuestas alineadas verticalmente diseñadas por deformación de heteroestructuras de óxido de metal de transición mediante deposición por láser pulsado.
Objetivo
Improving energy efficiency, reducing emissions and increasing the share of renewables are among the primary targets of the EU. To achieve these goals, solid-state energy devices, including solid oxide cells (SOCs), have gathered significant attention. In recent years, advances in material design have opened up unprecedented opportunities for development. For example, compared with either single phase, heterointerfaces of transition metal oxides (TMOs) exhibit orders of magnitude faster ion exchange/diffusion kinetics in SOCs. However, there is continuous debate regarding the origin of these enhancements, mainly due to limited instrumental resolutions compared to the nanometre length scale of heterointerfaces. The underlying electrokinetic mechanisms must be understood and quantitatively determined so that we can rationally design interfaces with superior properties. This will open up new avenues in the low-temperature SOC (LT-SOC) applications. To this end, we propose an in-situ study of a range of heterointerfaces using both Low Energy Ion Scattering Spectroscopy and recently installed, one-of-a-kind and high-resolution Plasma Focused Ion Beam Secondary Ion Mass Spectroscopy. We will design strain-engineered vertically aligned composite nanostructures (VAN) of TMO heterostructures using Pulsed Laser Deposition. VAN design allows for strain tuning in electrodes with thicknesses reaching micrometre length scales, thus paving the way for potential commercialisation. The performance of these heterostructures will be investigated for LT-SOC applications, targeting higher outputs at lower operating temperatures (300-500°C). This project combines the candidate’s expertise in SOCs with the host institute’s unique surface characterisation capabilities. This work is expected to form a cornerstone in the researcher's academic career while significantly contributing to boosting European excellence by studying a highly topical research question.
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.
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- ciencias naturalesciencias físicasópticafísica del láserláseres pulsados
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Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFCoordinador
SW7 2AZ LONDON
Reino Unido