Opis projektu
Spolaryzowane spinowo katalizatory umożliwiające opłacalną produkcję wodoru
Wodór zajmuje pierwsze miejsce na unijnej liście obiecujących ekologicznych, niedrogich i niskoemisyjnych paliw. Technologią, której będzie można potencjalnie użyć do jego produkcji, jest elektroliza wody wykorzystująca energię odnawialną. Nie jest ona jednak szerzej wykorzystywana, ponieważ do katalizowania katodowej reakcji wydzielania wodoru (HER) i anodowej reakcji wydzielania tlenu (OER) używane są rzadkie i kosztowne metale z grupy platynowców. W związku z tym opracowanie wydajnych katalizatorów, które nie będą zawierać metali z grupy platynowców, jest kluczowe z punktu widzenia realizacji unijnych celów w zakresie dekarbonizacji. Zespół finansowanego ze środków UE projektu SpinCat opracuje nową klasę powszechnych katalizatorów magnetycznych, których aktywność katalityczna w reakcji OER będzie – dzięki polaryzacji spinowej – trzykrotnie wyższa w porównaniu do katalizatorów stosowanych obecnie. Umożliwi to opłacalną produkcję wodoru bez użycia metali z grupy platynowców.
Cel
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.
Dziedzina nauki
- natural scienceschemical sciencescatalysiselectrocatalysis
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectrolysis
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrytransition metals
- social scienceseconomics and businesseconomicssustainable economy
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energyhydrogen energy
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
4715-330 Braga
Portugalia