High-Entropy Materials as cost-effective catalysts in anion exchange membrane water electrolysis for GREen hydrogEN production
Progetto L'elettrolisi dell'acqua (WE) alimentata da fonti rinnovabili è il modo più "green" per produrre H₂, un promettente vettore energetico che potrebbe contribuire a portare il mondo a zero emissioni nette nei prossimi decenni. La proposta si concentra sullo sviluppo e l'ingegnerizzazione di nuovi elettrocatalizzatori nanostrutturati per la produzione di "idrogeno verde" tramite WE basati su materiali ad alta entropia (HEM). L'obiettivo è il raggiungimento di catalizzatori efficienti, economici e privi di materie prime critiche per le reazioni di evoluzione di ossigeno e idrogeno, da utilizzare in un elettrolizzatore che utilizza una membrana polimerica a scambio anionico (AEM) come elettrolita.
Per la produzione di HEM sotto forma di nanoparticelle e nanofibre, verranno utilizzate due tecniche scalabili basate su soluzioni, ovvero sol-gel ed elettrofilatura. Le condizioni di preparazione saranno ottimizzate al fine di ottenere HEM per la preparazione di elettrodi mediante spruzzatura di inchiostro, con proprietà idonee a migliorare le prestazioni e la stabilità elettrocatalitiche. Il progetto HEM4GREEN esplorerà l'intera catena del valore, inclusi: i) la ricerca di nuovi materiali per elettrodi; ii) la fabbricazione di elettrodi per elettrolizzatori AEM; iii) il loro assemblaggio per ottenere 1 A/cm² a 2 V a 50 °C e una velocità di degradazione della singola cella inferiore a 5-7 µV/h a 1 A/cm², corrispondente a circa lo 0,2-0,4%/1000 h.
Il progetto dovrebbe iniziare a TRL-2/3 e raggiungere TRL-4 in 24 mesi, e i suoi obiettivi sono coerenti con il tema strategico emergente "Sostenibilità e protezione delle risorse naturali", correlato agli obiettivi del Cluster n. 5, Sottocluster n. 4, del Programma Quadro Europeo per la Ricerca e l'Innovazione 2021-2027, nonché con il 7° (Energia pulita e accessibile) e il 13° (Azione per il clima) obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 delle Nazioni Unite.
Il consorzio unisce due unità di ricerca universitarie (UNIRC, capofila) e del CNR (ITAE). Composto interamente da donne, è una forte testimonianza dell'impegno femminile nella scienza. Grande attenzione sarà dedicata alla formazione di giovani ricercatori.