DURAble, Scalable, and Recyclable Components and Cell Designs for Next Generation Alkaline Exchange Membrane Water Electrolysis

Gli elettrolizzatori a membrana a scambio anionico (AEM) (EL) sono una tecnologia emergente per la produzione di "idrogeno verde", che combina i vantaggi dell'elettrolisi alcalina (AEL) e di quella a membrana a scambio protonico (PEMEL). Gli AEMEL utilizzano elettrocatalizzatori (EC) economici e privi di materie prime critiche (CRM). DURALYS mira a sviluppare gli AEMEL attraverso un approccio olistico che va da: (i) allo sviluppo e alla caratterizzazione dei singoli componenti, ad esempio elettrodi di carica (EC) e AEM, fino a (ii) alla fabbricazione e al collaudo di elettrodi e di un AEMEL a cella singola. DURALYS si impegna a migliorare il livello di maturità tecnologica (TRL) degli AEMEL utilizzando un approccio guidato da spettroscopia e analisi, che facilitano una comprensione approfondita dei componenti funzionali e delle loro interazioni. DURALYS mira a raggiungere il suo obiettivo in diverse fasi. Il WP1 riguarda la preparazione parallelizzata di nuovi EC con reazione di evoluzione dell'idrogeno (HER) e reazione di evoluzione dell'ossigeno (OER) privi di CRM, esplorando diverse classi di materiali. Nel WP2, gli EC vengono sottoposti a screening elettrochimico e ulteriormente caratterizzati per quanto riguarda la stabilità mediante tecniche analitiche avanzate come la spettroscopia di massa elettrochimica differenziale (DEMS) e la spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS). Il WP3 è dedicato alla sintesi di AEM, concentrandosi su materiali privi di PFAS. La sintesi sarà accompagnata da caratterizzazione fisico-chimica e studi NMR, SAXS e XPS del trasporto ionico negli AEM. Nel WP4, EC e AEM vengono combinati in assemblaggi membrana-elettrodo (MEA) e successivamente integrati in AEMEL a cella singola commercialmente validi, progettati dal partner industriale italiano. Le prestazioni e la durabilità di questi MEA e AEMEL saranno valutate mediante caratterizzazione elettrochimica e tecniche a raggi X, sia "ex situ" che "in operando". Infine, il WP5 modella gli AEMEL, guidando lo sviluppo di sistemi ottimizzati e valutando l'impatto ambientale degli AEMEL sviluppati in DURALYS rispetto agli EL allo stato dell'arte.