Hydrogen som energibærer er en viktig del av løsningen på energiutfordringen for framtiden. En metode å framstille hydrogen på er gjennom elektrolyse av vann. I en elektrolysecelle trengs to elektroder med en elektrolytt imellom. For å effektivisere prosessen bruker man katalysatorer på elektrodene. På den ene, anoden hvor oksygen produseres, benyttes iridium som er et dyrt og sjeldent grunnstoff. Dette bidrar til et høyt kostnadsnivå for PEM-elektrolysører og legger begrensninger på produksjonsvolumet av teknologien.
Begrenset ledningsevne i det katalytiske laget, nedbrytning av katalysatoren og forverring av grensesnittene fører over tid til dårlig ytelse. Dermed må en relativt høy konsentrasjon av iridium benyttes for å ha en akseptabel levetid. Nettopp dette adresserer vi HOPE. Her vil vi arbeide med å syntetisere, karakterisere og teste rutenium pyroklorer for deres egnethet som oksygenutviklende katalysatorer, samt parallelt jobbe med å forbedre grensesjiktet mellom den katalysatorbelagte membranen og det porøse transportlaget (PTL) som grenser til membraner for å redusere iridiummengden eller bytte ut iridium fullstendig.
Tradisjonelt er ikke PTL’en brukt på anoden optimalisert for nettopp PEM vannelektrolysører. De har gjerne store porer, som gir dårlig kontakt med katalysatorersjiktet på membranen og medfører at det er større krav til ledningsevne i det sistnevnte som resulterer i høyere iridiumkonsentrasjoner på anoden. Vi vil derfor utvikle nye PTL’er med mikroporøsstruktur for å optimalisere arkitekturen. De nye komponentene og nye arkitekturene utviklet i prosjektet vil testes elektrokjemisk ved Norsk Brenselcelle og Hydorgensenter (FCH) samt adressers gjennom modellering.
I HOPE jobber vi tett med professor Frode Seland og professor Svein Sunde fra Institutt for materialteknologi ved NTNU og deres PhD student Megan Heath.
