Alternatieve elektrokatalytische strategieën voor laag-alkalische waterelektrolyzers

Elektrolyse van alkalisch water is een sleuteltechnologie voor grootschalige waterstofproductie op basis van hernieuwbare energie. Tegenwoordig is minder dan 4% van de waterstofproductie gebaseerd op elektrolyseprocessen, waarvan het grootste deel waterstof is als bijproduct van de chloorproductie. Het grootste deel van de benodigde waterstof is dus afhankelijk van het fossiele pad door stoomreforming van aardgas. Deze situatie wordt veroorzaakt door de hogere productiekosten van elektrolyseprocessen in vergelijking met de conventionele fossiele bronnen, als gevolg van hoge elektriciteitskosten en storende wetten. Om CO 2 te verminderen emissies en om onafhankelijk te worden van fossiele energiedragers, moet het aandeel van waterstof geproduceerd met hernieuwbare energiebronnen de komende decennia aanzienlijk worden verhoogd. Daarom is waterelektrolyse een sleuteltechnologie voor het splitsen van water in waterstof en zuurstof door gebruik te maken van hernieuwbare energie. Het doel van dit doctoraatsonderwerp is om alternatieve elektrokatalysatoren voor de elektrolyse van alkalisch water te onderzoeken en de efficiëntie ervan te verbeteren. Hiervoor wordt gekeken naar 2D-katalysatormorfologieën versus de klassieke nanodeeltjes. De 2D-katalysatoren zijn ontwikkeld met behulp van elektrochemische atomaire laagdepositie (e-ALD) en andere oppervlaktebeperkte depositietechnieken. Andere opties om de katalytische eigenschappen te nano-engineeren is het stapelen van verschillende metalen monolagen door onder-potentiële depositie (UPD) en galvanische uitwisseling. Uiteindelijk willen we dit combineren met de bij imec ontwikkelde nanomesh-elektrode met groot oppervlak voor een laag-alkalische elektrolyser (Persbericht - Nieuw nanomateriaal belooft verbeteringen in batterijen en veel meer duurzame toepassingen | imec (imec-int.com) : https://www.imec-int.com/en/articles/novel-nanomaterial-promises-improvements-in-batteries-and-many-more-sustainable-applications)