Projektbeschreibung
Günstigere Katalysatoren für die Wasserspaltung
Der Klimawandel verschärft sich immer weiter und wird zur größten Bedrohung für die Menschheit. Erneuerbare Energien und Technologien für die Energiespeicherung führen die Liste möglicher Abhilfen an. Eine Lösung, die hier Abhilfe bietet, ist die Elektrolyse mit einer Protonenaustauschmembran, bei der sich durch die Spaltung von Wasser unter Zuhilfenahme einer Protonenaustauschmembran Wasserstoff bildet. Allerdings stützt sich dieses Verfahren auf hochpreisige Elektrokatalysatoren, die Seltenerdmetalle enthalten, darunter Iridium, Ruthenium und Platin, was seine Attraktivität enorm reduziert. Das EU-finanzierte Projekt RENEW möchte dies ändern. So untersuchen und dokumentieren die Forschenden Wasseroxidationskatalysatoren, um einen günstigeren Katalysator zu entwickeln, bei dessen Herstellung häufiger vorkommende Metalle wie Kobalt, Eisen und Nickel Einsatz finden. Die im Rahmen dieses Projekts gewonnenen Erkenntnisse könnten möglicherweise Energiesektoren weltweit umgestalten.
Ziel
Inexpensive, renewable energy storage is vital for the future of humanity. Generating H2 via water splitting in proton exchange membrane (PEM) electrolysis is a promising route for renewable fuel production. Wide-spread use of PEM electrolysis is limited by the high cost of the electrocatalysts which are composed of rare-earth metals such as Ir, Ru, and Pt (the catalysts being ~40% of the fabrication cost of PEM cells). Renewable Energy through New Electrolysis catalysts for Water splitting (RENEW) aims to develop, characterize, and mechanistically understand water oxidation catalysts (WOCatalysts) based on earth-abundant metals embedded in planar and nanostructured electrodes to replace rare-earth metals in PEM electrolysis. The specific goals of RENEW are (i) fabricate planar electrode/catalysts composed earth abundant metals such as Co, Fe, and Ni and based on recent advances in stabilizing these catalyts; (ii) determine the intrinsic activity, electrocatalytic current density, and lifetime of the electrode/catalyst assemblies; (iii) develop an understanding of the relationship between the electrode substrate and the stability and activity of the WOCatalysts; and (iv) fabricate nano-structured catalyst/electrode assemblies based on the most promising results of specific goals i-iii.
The results of this project have the potential to greatly reduce the cost of H2 generated from renewable energy sources such as solar, wind, or geothermal and thereby transform the European and global energy sectors, which aligns with the Horizon 2020 work programme of “Secure, Clean and Efficient Energy”. Throughout this project I will learn new techniques relevant to industrial catalysis, develop my skills as an independent researcher and mentor, and expand my network to include international collaborations and relationships as I transition to an established researcher.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
43007 Tarragona
Spanien