Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice și Izotopice Ramnicu Valcea

fffffff

GraphIn-FC

Financing contract no.: 695PED/2021

Project No.: PN-III-P2-2.1-PED-2021-0840

Project implementation period: 27.06.2022- 26.06.2024


Metode avansate scalabile pentru sinteza intr-o singura etapa a materialelor grafenice decorate cu catalizatori si dezvoltarea electrozilor integrati pentru pile de combustibil


Rezumat

Proiectul își propune să accelereze eforturile de cercetare și dezvoltare în economia hidrogenului, o direcție inclusă în Planul strategic european pentru tehnologiile energetice și folosește expertiza coordonatorului „Grupului de materiale pentru energia hidrogenului”, din cadrul ICSI-ENERGY. Proiectul are aplicații în pilele de combustibil cu membrană schimbatoare de protoni (PEMFC) și își propune să dezvolte, să demonstreze și să valideze fabricarea electrozilor integrați cu un singur strat și utilizarea acestora în PEMFC, electrozi fabricați prin încorporarea de materiale grafene 2D decorate cu nanoparticule catalitice, materiale revoluționare obținute prin metode fizico-chimice avansate (reactor cu microunde și/sau laser). Proiectul își propune să reducă semnificativ costurile de fabricație ale PEMFC, să crească durabilitatea, să obțină performanțe semnificative de putere. Fabricarea electrozilor se va realiza prin metode paralele: reducerea oxidului de grafen în câmpul microundelor și piroliza controlată cu laser a substraturilor polimerice solide; ambele metode permit decorarea in-situ și/sau doparea materialelor grafene cu nanoparticule catalitice într-o singură etapă. Electrozii obținuți într-un singur strat vor funcționa atât ca straturi de difuzie, dar și ca straturi catalitice, favorizând eliminarea pierderilor ohmice între straturi și oferă o stabilitate mecanică ridicată. Noii electrozi vor fi validați în conformitate cu protocoalele de test standardizate

Echipa

Coordonator (CO) – National Research and Development Institute for Cryogenics and Isotopic Technologies – ICSI Rm. Valcea; ICSI ENERGY

Director de proiect:  PhD. Chem. Adriana MARINOIU, https://orcid.org/0000-0001-5745-8029

Scopul și obiectivele proiectului

Scopul proiectului este de a demonstra și valida electrozi pe bază de grafen complet integrați pentru PEM FC, care încorporează atât straturi de difuzie a gazelor, cât și straturi catalitice într-un singur ansamblu monolitic și sunt fabricați în principal prin metode de procesare cu laser. Proiectul își propune să introducă și să demonstreze metode laser pentru a eficientiza producția de componente FC. Ele pot înlocui potențial metodele pirolitice și chimice costisitoare și consumatoare de timp care domină în prezent fabricarea industrială a materialelor nanocarbonice pentru componentele FC, oferind un avantaj competitiv în economia hidrogenului.

Proiectul GraphIn-FC urmărește utilizarea exclusivă a materialelor pe bază de grafen atât în MPL cât și în CL pentru:

i) să minimizeze toate pierderile ohmice interfațiale care rezultă în straturi diferite;

ii) să profite de proprietățile termice, electrice și ale materialelor (de exemplu, suprafață crescută și porozitate) ale grafenei ca material pentru electrod și

iii) să crească activitatea catalitică, durabilitatea și stabilitatea nanoparticulelor catalitice, deoarece acestea sunt încorporate direct în material structural grafen în locul unui suport pirolitic clasic de negru de fum.

Rezultate estimate

– Electrozi cu conținut diferit de catalizator de metal nobil și nenobil;

– Electrozi optimizați pentru electrod catod

– Prototipuri PEM FC integrate compuse din electrozi dezvoltați (catod și anod)

– Prototipuri de sisteme integrate PEM FC, diferentiate in functie de catalizatorii utilizati

– Demonstrarea și validarea sistemelor PEM-FC pentru o gamă largă de condiții de funcționareDiseminarea GraphIn-FC va cuprinde următoarele activități: 4 articole publicate în reviste științifice cu factor de impact ridicat, 4 participări la evenimente științifice, 2 brevete de invenție, site dedicat pe platforma site-urilor web dedicate cercetării și rețele sociale profesionale.

Rezultate

Rezumat Faza 1 Rezumat Faza 2

Buget

Total buget: 600 000 RON

  • Etapa 1: Evaluare metode de preparare sisteme catalitice de tipul materiale grafenice decorate cu nanocatalizatori metalici si nemetalici

Buget: 146.765

Prin accesarea site-ului nostru sunteți de acord cu utilizarea cookie-urilor, ceea ce ne permite să analizăm preferințele și să vă propunem servicii personalizate adaptate nevoilor dumneavoastră.