Materiais e Interfaces
Tarefas 2-3: desenvolvimento de catalisadores sem PGM, caracterização de materiais e engenharia de MEAs.
DOS MATERIAIS À VALIDAÇÃO DO SISTEMA.
O Projeto AEMWEtoGreenH₂
Um esforço de investigação coordenado para desenvolver, integrar e validar materiais e componentes avançados para a próxima geração de eletrólise AEM, evoluindo do desenvolvimento de catalisadores para testes em célula única, estudo de águas de alimentação alternativas e validação em stack.
Atividades do projeto
Explore cinco atividades de investigação interligadas, que abrangem todo o percurso de desenvolvimento, desde a conceção de catalisadores até à validação em stack. A Tarefa 1 apoia todas as atividades de investigação através da gestão do projeto, comunicação e disseminação.
Explorar as atividades de investigação
Desenvolvimento de Catalisadores
Preparar e caracterizar eletrocatalisadores de baixo custo e sem metais nobres para as reações de evolução de hidrogénio e oxigénio. Os materiais mais promissores serão selecionados por caracterização eletroquímica e físico-química e posteriormente integrados em conjuntos membrana-elétrodo.
Conjuntos Membrana-Elétrodo
Otimizar a integração de membranas AEM comerciais, ionómeros, catalisadores e camadas porosas de transporte. Serão avaliadas abordagens de deposição na camada porosa e diretamente na membrana para melhorar o transporte iónico, o contacto interfacial e o desempenho a longo prazo.
Desenvolvimento e Teste em Célula Única
Desenvolver uma célula única AEM concebida internamente e avaliar o seu desempenho a diferentes temperaturas, soluções de alimentação, caudais e pressões. Curvas de polarização e técnicas eletroquímicas serão usadas para identificar perdas e otimizar as condições de operação.
Durabilidade e Degradação
Avaliar o envelhecimento dos componentes e a estabilidade do sistema através de protocolos de durabilidade e testes acelerados de stress. As alterações no desempenho eletroquímico antes e após os ensaios ajudarão a identificar mecanismos de degradação e a orientar melhorias nos materiais e interfaces.
Explorar publicaçõesEstudo das Águas de Alimentação
Investigar de que forma a composição da água de alimentação afeta o desempenho e a durabilidade do eletrolisador AEM. O projeto considera soluções alcalinas e água pura e explora o uso de águas residuais tratadas, identificando impurezas críticas e possíveis estratégias de mitigação ou tratamento adicional.
Desenvolvimento do Stack e Análise Económica
Escalar os materiais e MEAs mais promissores para um stack AEM de 3-5 células, com maior área ativa e operação a pressão de hidrogénio elevada. Serão avaliados o desempenho, a durabilidade e os custos de produção de hidrogénio para apoiar o aumento de escala da tecnologia.
Como se articula a investigação
O projeto está oficialmente organizado em Tarefas. Os temas seguintes agrupam as suas atividades científicas.
Desempenho da Célula e Água de Alimentação
Tarefas 4-5: conceção da célula única, testes de desempenho e durabilidade e estudo de soluções alcalinas, água pura e águas residuais tratadas.
Escala e Validação
Tarefa 6: desenvolvimento de um pequeno stack, validação em condições de operação relevantes e avaliação económica da produção de hidrogénio por AEM.
Investigação com propósito
Da inovação científica a um hidrogénio mais sustentável.
Apoiar o uso de materiais de menor custo e explorar a redução da dependência de água de elevada qualidade através de estratégias alternativas de alimentação.
Os nossos objetivos