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CORDIS - Forschungsergebnisse der EU
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Exploring the Limits of Mass Transport in Electro-Chemical Energy Converters ThRough uncOnstrained Design and Interface Engineering

Projektbeschreibung

Die Massentransportphänomene in Brennstoffzellen besser durchschauen

Elektrochemische Brennstoffzellen, die bei Bedarf chemische Energie in Elektrizität umwandeln, sind eine vielversprechende Variante, um Energie auf nachhaltige Weise zu speichern und zu transportieren. Aber ungeachtet ihrer hohen Energiedichte ist ihre Leistungsdichte begrenzt und der von Batterien unterlegen. Der Reaktionspartner- und Produkttransport legt die maximale Stromdichte fest, die durch das Zusammenspiel der mehrphasigen Dampf- und Flüssigkeitsströme bestimmt wird. Um diese Grenze weiter zu erforschen und sie zu verschieben, muss der Reaktionspartner- und Produkttransports innerhalb der Elektroden besser gesteuert werden. Ziel des EU-finanzierten Projekts ELECTRODE ist die Vertiefung unseres Wissens über den Massentransport und Erstellung einer Werkzeugkiste für die Konzipierung von Elektrodenarchitekturen, welche die Energieumwandlungs- und -speichersysteme der nächsten Generation verbessern sollen.

Ziel

A promising option to store and transport clean energy are electrochemical fuels that can be converted to electricity on demand. Fuel cells, electrolysers and flow batteries are used for conversion to and from fuel and have advantages over batteries as storage capacity is cell size independent. Reactant and product transport set the maximum current density obtainable determined by the interplay between multiphase and opposing vapor and liquid flow. To understand this limit, a better way of controlling transport of reactant and products within electrodes is necessary. In particular, we need to (1) tune convection for distributing reactant concentration, (2) tailor the interplay between Knudsen and bulk diffusion, (3) tailor capillary forces to remove liquid products and (4) ensure fast reaction kinetics through reducing the reaction energy barrier. Electrode design is hence key, yet current architectures provide limited control over feature sizes, length scales and geometrical complexity, making the study of transport mechanisms tedious and controlled experiments difficult. We propose a radically new way of studying mass transport in electrodes via the direct conversion of multiscale computer designs into physical glassy carbon electrodes with desired surface functionality. We propose to (i) develop a photopolymer based AM process for tailored glassy carbon architectures with features ranging over multiple length scales, (ii) study the interplay between convective flow and diffusion throughout the electrode architecture, (ii) geometrically separate reactant and product transport, (iii) study and improve liquid product management and (iv) create catalytically active nitrogen doped carbon architectures potentially omitting the need for noble metal catalysts. ELECTRODE will improve our understanding of mass transport and arrive at a new toolbox for designing electrode architectures that may generate knowledge for next generation energy conversion and storage.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

ERC-STG - Starting Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 323 941,25
Adresse
Arcisstrasse 21
80333 Muenchen
Deutschland

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Region
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 323 941,25

Begünstigte (1)

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