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AIDIMA / Difusión de proyectos / Detalles


Proyectos AIDIMA
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Acrónimo

SMARTH2PEM 2018

Nº de expediente de la concesión

IMDEEA/2018/26


Nombre oficial

SMARTH2PEM - DESARROLLO DE ELECTROLIZADOR PEM, DE ALTO RENDIMIENTO, ELEVADA PRESIÓN Y BAJO COSTE, PARA SUMINISTRO DE HIDRÓGENO


Duración

Del 2018-01-01 al 2018-12-31


Descripción

El objetivo principal del proyecto consiste en el desarrollo de un electrolizador PEM de baja potencia (1kW) y coste competitivo, para la generación de hidrógeno de elevada pureza (99,99%) y a elevada presión (>15 Bar). Para ello las estrategias a seguir estarán centradas en 2 líneas principales:
- Alternativas para la reducción del coste de los componentes clave del electrolizador PEM, mejorando además su eficiencia (membranas, placas bipolares y electrocatalizador).
- Diseño eficiente de los diferentes componentes desarrollados.

Con todo ello, el proyecto contribuye a la mejora medioambiental a través de la reducción de la dependencia de combustibles fósiles mediante la producción de hidrógeno.


Objetivos

AIDIMME junto a los centros tecnológicos de AIJU y de ITE colaboran en el desarrollo del proyecto SMARTH2PEM siendo el ITE el coordinador. Cada miembro del consorcio se encarga del desarrollo de una parte del nuevo electrolizador. Los principales retos tecnológicos son:
o Desarrollo de nuevas membranas poliméricas optimizadas para el funcionamiento del electrolizador a alta presión, es decir, con una elevada capacidad de intercambio iónico y elevada resistencia mecánica para garantizar la durabilidad de este componente
o Desarrollo de nuevos electrocatalizadores aumentando su dispersión, su homogeneidad de los centros activos, posición en la MEA y disminuyendo su tamaño para reducir la carga catalítica sin reducir su eficacia.
o Aumentar la conducción iónica y electrónica en toda la capa, es decir, estudiando la afinidad entre el electrodo y la membrana, contenido del ionómero en el electrodo y/o control de la porosidad del sustrato soporte.
o Desarrollo de tratamientos alternativos resistentes a la corrosión en materiales de bajo coste para obtener placas bipolares más competitivas.
o Diseño innovador del stack y del electrolizador mejorando su eficiencia y con elevado control de su seguridad en cuanto a la producción del hidrógeno.


Socios

AIJU
ITE


URL del proyecto

http://

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Resultados obtenidos

Año 2018:

Entregables: Archivo1

Año 2018: AIDIMME desarrolla este proyecto en cooperación con otros dos socios (AIJU e ITE). Durante la anualidad 2018 AIDIMME ha continuado con la optimización del ánodo y del cátodo que componen la MEA (membrane electrode assembly). El ITE has continuado con el desarrollo de la membrana de la MEA y AIJU ha continuado con el diseño y construcción de los prototipos de electrolizador de 0.5 kW y 1 kW. Por lo que respecta a la labor de AIDIMME, durante las anteriores anualidades del proyecto se fijaron los dos catalizadores que iban a ser empleados en el ánodo y en el cátodo y los materiales soporte. En el ánodo se emplea IrO2 como catalizador debido a su elevada actividad electrocatalítica en la producción de oxígeno. En el caso del cátodo se emplea Pt debido a que presenta la mejor electroactividad en la reacción de producción de hidrógeno. Durante la anualidad 2018 se ha optimizado el depósito de ambos electrocatalizadores para que los depósitos fueran adherentes y además intentar maximizar el área activa de los catalizadores. La electrodeposición de los electrocatalizadores (tanto del IrO2 como del Pt) no producía depósitos adherentes sobre los sustratos elegidos como soportes de los electrocatalizadores. Durante esta fase de optimización, se ha probado aumentar la rugosidad del material base mediante métodos físicos/químicos o disminuir la carga de catalizador para evitar los procesos de delaminación del mismo. Como los recubrimientos obtenidos tampoco fueron adecuados, finalmente se ha cambiado el método de síntesis de ambos catalizadores por un método térmico. Con el método térmico se descompone el precursor del metal y se generan las nanopartículas de los electrocatalizadores. Con este método si se ha conseguido una buen adhesión de las nanopartículas de los electrocatalizadores sobre los sustratos anódico y catódico. Además, se ha conseguido disminuir el tamaño de las nanopartículas de los catalizadores cuando se compara con los métodos electroquímicos. Para el caso del cátodo, que contiene nanopartículas de Pt, se han conseguido sintetizar nanopartículas esféricas de 5-10 nm. Además, durante el proceso de síntesis, las nanopartículas quedan fijadas sobre el soporte de naturaleza carbonosa. Para el caso del ánodo, la morfología de las nanopartículas de IrO2 es en forma de agujas de unos 20-30 nm de espesor. Mediante este método de síntesis, se ha conseguido una cubrición completa de los sustratos anódico y catódico con depósitos de nanopartículas de IrO2 y Pt, respectivamente. El menor tamaño de nanopartícula obtenido permite disminuir la carga de los catalizadores, debido a la elevada área superficial del recubrimiento obtenido.

Entregables:


Noticias publicadas

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Subvención

107.772,88 €

Financiado por

             

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