Descripción del proyecto
Catalizadores intermetálicos de aleación de platino de próxima generación para pilas de combustible de membrana de intercambio de protones
Las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC, por sus siglas en inglés) son importantes en la carrera hacia la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero tanto en el sector del transporte como en el de la energía. Para que funcionen de forma eficaz, las PEMFC requieren grandes cantidades de platino, que es escaso y caro, y está presente en el catalizador. El proyecto StableCat, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, identificó puntos débiles cruciales en los catalizadores comerciales a base de platino y obtuvo nuevos conocimientos estructurales a escala atómica. Con esta información, los investigadores elaboraron una nueva estrategia de síntesis que les permite combinar tres pilares cruciales en un mismo material catalizador: alta superficie de platino, actividad catalítica y durabilidad. Esta nueva estrategia también les ha permitido reducir a la mitad el platino necesario para el funcionamiento eficaz de las PEMFC ya en la actualidad, pero aún queda por explotar todo el potencial.
Objetivo
Proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) are crucial in the race towards cutting the greenhouse gas emissions – covering 90.7% of total fuel cell market share already in 2018. PEMFCs as a zero-carbon technology converts hydrogen, as a fuel, and oxygen from the air into clean electricity, with water being the only by-product. In doing so, the catalyst material plays a crucial role.
Currently, the most promising strategy is to use scarce and expensive platinum (Pt) in the form of carbon-supported nanoparticles (NPs) that are alloyed with a less expensive metal M (e.g. M = Ni, Co or Cu; Pt-M/C). However, current commercial catalyst solutions cannot yet combine the ‘three-pillars’ within the same material – (i) high electrochemically active surface area (ECSA), (ii) high catalytic activity and (iii) high stability.
Thus, the StableCat project addresses the pressing need for the improvements of commercial catalysts by obtaining atomic-scale structural understanding. A unique methodological approach developed in project ERC StG 123STABLE resulted in a novel synthesis strategy that, for the first time, combines all three-pillars within the same catalyst material, and will pave the innovative way as an enabler for mass commercialisation of PEMFC technology.
Our investigation revealed that 123STABLE catalysts exhibit up to 40% increase in ECSA, a 2-3 fold increase in catalytic activity, as well as an intermetallic crystal structure with increased stability towards corrosion. In addition, the new synthesis approach has also revealed significant potential at reducing the amount of Pt in PEMFCs (50% reduction possible already today). The goal of StableCat is to conduct technical and business activities necessary to enter the commercialisation phase, preferably in a form of a Spin-out company.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-POC - Proof of Concept GrantInstitución de acogida
1000 Ljubljana
Eslovenia