Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

High-temperature Electrochemical Impedance Spectroscopy Transmission electron microscopy on energy materials

Opis projektu

Nowa technologia umożliwi produkcję lepszych i tańszych ogniw elektrolizerów SOEC

Przejście z paliw kopalnych na odnawialne źródła energii jest uzależnione od skutecznych i wydajnych metod magazynowania nadmiaru energii słonecznej i wiatrowej do wykorzystania w czasie braku światła słonecznego oraz niedostatecznych wiatrów. Jedną z najbardziej obiecujących metod magazynowania energii jest elektroliza wysokotemperaturowa realizowana dzięki stałotlenkowym elektrolizerom parowym (SOEC), jednak zastosowanie takiego rozwiązania jest dużo bardziej kosztowne niż magazynowanie paliw kopalnych. Tania produkcja elektrolizerów SOEC wymaga lepszego zrozumienia zależności pomiędzy aktywnością elektrochemiczną a ich budową oraz składem. Spektroskopia impedancji elektrochemicznej nie pozwala nam na zobrazowanie budowy oraz składu, natomiast doskonale pokazuje aktywność elektrochemiczną. Z kolei transmisyjna mikroskopia elektronowa pozwala na obrazowanie struktur, ale nie umożliwia oglądania aktywności. W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu HEIST ma powstać wysokotemperaturowe, elektrochemiczne rozwiązanie w zakresie transmisyjnej mikroskopii elektronowej, co pozwoli na badanie zależności budowy oraz aktywności w aktywnych nanostrukturach elektrolizerów SOEC w czasie rzeczywistym.

Cel

The great challenge for humankind is to mitigate climate changes by replacing fossil fuels with renewables. We will have to store excess energy produced by solar and wind power for usage in dark and calm weather. Excess energy can be stored electrochemically by high-temperature electrolysis cells as they have the potential to store vast amounts of electrical energy by conversion to chemical fuels. Solid oxide electrolysis cell (SOEC) technology is well known and proven, but not price competitive with storage of fossil fuels.
To drive the SOEC research towards a breakthrough, it is critical to determine relations between electrochemical activity and structure/composition in the cells. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a very powerful method for determining the contribution from processes in the cell to the overall activity. EIS cannot show structure/composition which is offered by transmission electron microscopy (TEM). Conventional TEM, however, does not offer insight into active cells, but only post mortem analysis.
High-temperature electrochemical TEM is extremely challenging because this requires a) that hard and brittle ceramic cells are thinned to electron transparency (ca. 100 nm), b) that the cells are carefully designed to allow for characterization of the layer interfaces, and c) that the cells are characterized during exposure of i) reactive gasses, ii) electrical potentials and iii) temperatures up to ca. 800 °C.
The aim of HEIST is to cover step a) to c), i.e. to transform TEM into an electrochemical lab for high-temperature electrochemical experiments including EIS. HEIST will give us “live” images of nanostructures and composition during operation of the electrochemical cells and thus disclose structure-activity relations. This is important, because the structures of nanomaterials will transform depending on the electrochemical environment, and post mortem analysis does not offer a correct representation of the active nanostructures.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

ERC-STG - Starting Grant

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2019-STG

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Instytucja przyjmująca

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET
Wkład UE netto
€ 1 497 550,00
Koszt całkowity
€ 1 497 550,00

Beneficjenci (1)