Cristin-prosjekt-ID: 500756
Sist endret: 22. januar 2016, 09:10

Cristin-prosjekt-ID: 500756
Sist endret: 22. januar 2016, 09:10
Prosjekt

Functional oxides for clean energy technologies: fuel cells, gas separation membranes and electrolysers

prosjektleder

Rune Bredesen
ved Bærekraftig energiteknologi ved SINTEF AS

prosjekteier / koordinerende forskningsansvarlig enhet

  • SINTEF Industri ved SINTEF AS

Finansiering

  • TotalbudsjettNOK 31.103.000
  • Norges forskningsråd
    Prosjektkode: 228355

Klassifisering

Vitenskapsdisipliner

Materialteknologi

Emneord

Funksjonelle materialer

Kategorier

Prosjektkategori

  • Grunnforskning

Kontaktinformasjon

Telefon
+47 41 42 20 58
Sted
Aase Marie Hundere

Tidsramme

Avsluttet
Start: 1. januar 2014 Slutt: 31. desember 2018

Beskrivelse Beskrivelse

Tittel

Functional oxides for clean energy technologies: fuel cells, gas separation membranes and electrolysers

Populærvitenskapelig sammendrag

Det nasjonalt koordinerte NANO2021‐prosjektet FOXCET (Functional oxides for clean energy technologies: fuel cells, gas separation membranes and electrolysers) har 3 partnere: SINTEF, NTNU og Universitetet i Oslo. Tre PhD kandidater og to post doktorer arbeider i prosjektet sammen med forskere ved de tre institusjonene. I prosjektet studeres protonledende materialer i brenselceller, elektrolysører og gass‐separasjonsmembraner for bruk innenfor energisektoren. Elektrokjemisk energiomvandling i slike anvendelser er et viktig miljøvennlig alternativ innenfor strømproduksjon, produksjon av hydrogen som energibærer og energilagring i forbindelse med utnyttelse av fornybar energi, i kraftproduksjon med CO2‐fangst eller produksjon av biobrensel.

En av de store utfordringene med teknologien er å øke levetiden. Det kan oppnås ved å redusere driftstemperaturen og bedre den kjemiske og mekaniske stabiliteten til materialene som inngår.

Prosjektet har et mål om å øke vår fundamentale forståelse av forhold som begrenser levetid og ytelse i protonledere laget av faste metalloksider som benyttes i teknologiene nevnt over. I dettearbeidet vil man benytte nylig etablert teori om ladede korngrenser og overflater kombinert med modeller for romladningsfordelingen fra grenseflatene og inn i kornene. Beregningene vil bli brukt i kombinasjon med avansert materialsyntese, og påfølgende karakterisering ved bruk av relevant nasjonal infrastruktur og i samarbeid med fremragende internasjonale grupper.

Prosjektet tar utgangspunkt i dagens mest studerte protonledende elektrolyttsystem som et modellmateriale, bariumzirkonat. Atomistiske beregninger ved bruk av DFT (Density Functional Theory) og romladningsmodeller blir brukt for å forstå stabiliteten, bevegelsesmønstre og konsentrasjon av punktdefekter i grense‐ og overflater og i oksidets korn, og adsorpsjonen fra gassfasen på overflaten. Denne kunnskapen er nødvendig for å forstå viktige transportprosesser i materialene og hva som kontrollerer utveksling av hydrogen mellom gassfase og fast fase.

Kunnskapen som utvikles ved studiet av modellmaterialet og andre metalloksider i prosjektet forventer man kan overføres på andre grenseflater og oksidsystemer, f.eks. kombinasjoner av elektrolytt‐elektrolytt og elektrolytt‐elektronisk leder.

For de eksperimentelle transportstudiene vil man bygge en ny testenhet. Et nytt renrom ved SINTEF (SONATE) og keramiske laboratorier ved NTNU benyttes ved fremstilling av materialer og komponenter for prosjektet.

 

Vitenskapelig sammendrag

The overall objective is to develop fundamental understanding of defined issues underpinning lifetime and performance of fuel cells, electrolysers and gas separation membranes. Secondary, objectives are to -establish a total picture of material interfaces and surfaces that comprise their composition, structure, as well as charge and resulting space charge layers -obtain ground breaking insights in enhanced transport, enhanced resistance, surface and electrode kinetics, and cation diffusion -determine th e lifetime of devices and establish a pioneering comprehensive model for predicting life time -extend space charge theory of interfaces to heterophase boundaries and surfaces -establish novel nano-engineering of surfaces and interfaces -increase knowledge about HES and ELSA for the technology -educate 4 PhD candidates and 2 post docs -publish 15 publications in high ranking journals -strengthen cooperation with industry and organise 6 Workshops with international attendance

prosjektdeltakere

prosjektleder

Rune Bredesen

  • Tilknyttet:
    Prosjektleder
    ved Bærekraftig energiteknologi ved SINTEF AS
Aktiv cristin-person

Wen Xing

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Bærekraftig energiteknologi ved SINTEF AS
Aktiv cristin-person

Mehdi Pishahang

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Prosessteknologi ved SINTEF AS

Tarjei Bondevik

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved SMN kjemi ved Universitetet i Oslo

Rokas Sazinas

  • Tilknyttet:
    Prosjektdeltaker
    ved Institutt for materialteknologi ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet
1 - 5 av 15 | Neste | Siste »