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Aligned one-dimensional nanostructure electrodes from Electrically Conductive pOrous coordiNation polymer for proton exChange mEmbrane fueL celLs

Descrizione del progetto

Nuovi catalizzatori per rendere le celle a combustibile con membrana a scambio protonico più durature e convenienti

Le celle a combustibile sono fonti di energia non inquinanti che convertono l’energia chimica con elevata efficienza e zero emissioni. Le celle a combustibile con membrana a scambio protonico (Proton-Exchange Membrane Fuel Cells, PEMFC) sono un genere di celle a combustibile sviluppate principalmente per il settore del trasporto, ma anche per applicazioni a celle a combustibile fisse e mobili. Ciò che le contraddistingue rispetto alle altre celle a combustibile è la loro bassa temperatura di funzionamento, il rapido avvio e spegnimento, l’elevata efficienza energetica e l’alta flessibilità energetica. Il progetto EconCell, finanziato dall’UE, intende sviluppare celle a combustibile che non richiedono costosi catalizzatori al platino. Il progetto svilupperà una nuova generazione di elettrodi PEMFC a basso costo e duraturi da nanostrutture di elettrocatalizzatori metallici non del gruppo del platino. Gli scienziati sfrutteranno i progressi sui liquidi ionici, i polimeri di coordinazione porosi e i complessi metallici che contengono azoto.

Obiettivo

To address environmental hazardous impact of fossil fuel energy technologies and the high dependency on them, clean energy systems have been developed for future energy fulfilment. Among them, the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is considered as a highly potential electrochemical energy conversion technology because of its low operation temperature, quick start-up and shutdown, high energy efficiency and power flexibility. However, the sluggish cathodic oxygen reduction reaction (ORR) undermines the overall performance. Up to now, the commonly used catalysts are still carbon supported Pt-based nanoparticles, with which the high cost of Pt undesirably increases the overall cost of the system. In EconCell, we will develop a new generation of low-cost, active site enriched and durable PEMFC electrodes from three-dimensional (3D) nanostructures of non-platinum group metal (non-PGM) electrocatalysts. It consists of protic hydrophobic ionic liquid (IL) encapsulated nanowire arrays (NWAs) of electronically conductive porous coordination polymer (E-PCP) selectively assembled on N-doped aligned carbon nanotubes (N-CNTs). The ambitious aim will be achieved with the complementary skills of Experienced Researcher (E-PCPs and nanowires) and supervisors (fuel cells and ionic liquids), based on the unique porosity, conductivity and stability of E-PCPs, the excellent catalytic activities of nitrogen-containing (N) transition metal complexes (MCs), and oxyphilicity and hydrophobicity of ILs. EconCell will extend significantly the existing knowledge of coordinated N active sites, transition metals, ILs and 1D nanostructure electrodes, making available for predicting the catalytic performance of new non-PGM catalyst systems for PEMFCs. The advancement will improve the development level of related fields, bringing about both fundamental and practical impact on various electrochemical energy conversion systems, e.g. electrolyzers, batteries, supercapacitors, etc.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinatore

THE UNIVERSITY OF BIRMINGHAM
Contributo netto dell'UE
€ 224 933,76
Indirizzo
Edgbaston
B15 2TT Birmingham
Regno Unito
Regione
West Midlands (England) West Midlands Birmingham
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 224 933,76