Descripción del proyecto
Catalizadores de espín polarizado para la producción rentable de hidrógeno
El hidrógeno encabeza la lista de la Unión Europea (UE) como combustible prometedor, limpio, rentable e hipocarbónico, y la electrolisis del agua a partir de energías renovables constituye una tecnología potencial para su producción. Con todo, su puesta en práctica generalizada está limitada por el requisito de emplear metales del grupo del platino (MGP), raros y caros, para catalizar la reacción de evolución del hidrógeno en el cátodo y la reacción de evolución del oxígeno (OER, por sus siglas en inglés) en el ánodo. Por lo tanto, el desarrollo de catalizadores eficientes sin MGP es esencial para lograr los objetivos de descarbonización de la UE. En el proyecto SpinCat, financiado con fondos europeos, se desarrollará un nuevo tipo de catalizadores con minerales magnéticos abundantes en la corteza terrestre que, a través de la polarización de espín, pueden fomentar la actividad catalítica de la OER por un factor de tres en comparación con los catalizadores de última generación, lo que resultará en una producción de rentable de hidrógeno que no requerirá el uso de MGP.
Objetivo
For Europe to achieve climate neutrality by 2050, H2 has been identified as one of the priority areas for clean, affordable and secure energy to replace oil and gas, in accordance with the European Green Deal. Water electrolysis using renewable energy is the leading energy storage contender as a clean H2 source to establish a sustainable H2 economy. However, the necessity of using rare and expensive platinum groups metals (PGMs) to catalyse the cathodic hydrogen evolution reaction (HER) and the anodic oxygen evolution reaction (OER) hinders the wide implementation of water electrolysis. Therefore, the development of efficient PGM-free catalysts is of utmost importance for Europe to reach its decarbonization objectives.
SpinCat addresses this need by realizing a new class of magnetic earth-abundant catalysts that, through spin polarization, will boost catalytic activity towards OER by a factor of three as compared to state-of-the-art catalysts. Further enhancements to catalytic activity will be obtained through the use of external magnetic field during catalysis. Through an interplay of experiment and theory, we will design and prepare catalyst materials featuring optimal spin polarization effects, gain fundamental knowledge on the parameters affecting the OER activity of magnetic materials, and develop a general theoretical model for the overall description of the influence of the electron spin in electrocatalysis. The technology will be demonstrated in a magnetically enhanced anion-exchange membrane (AEM) electrolyser prototype, which merges the benefits of both internal and external magnetic effects.
The long-term vision of SpinCat is to establish cost-effective H2 production via reducing the cost of membrane-based electrolyser technology by omitting the need of PGMs. This project will contribute to establishing Europe as the world leader in electrolyser technology for renewable H2 production.
Ámbito científico
- natural scienceschemical sciencescatalysiselectrocatalysis
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectrolysis
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrytransition metals
- social scienceseconomics and businesseconomicssustainable economy
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energyhydrogen energy
Programa(s)
Convocatoria de propuestas
Consulte otros proyectos de esta convocatoriaConvocatoria de subcontratación
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Régimen de financiación
RIA - Research and Innovation actionCoordinador
4715-330 Braga
Portugal