Descripción del proyecto
Una célula fotoelectrocatalítica sostenible produce combustibles y oxígeno a partir de agua y CO2
Las hojas son las superficies fotosintetizadoras de las plantas, que transforman la energía luminosa en energía química. En el proyecto A-LEAF, financiado con fondos europeos, se prevé desarrollar una hoja artificial, una célula fotoelectrocatalítica que pueda convertir de forma directa el agua y el CO2 en combustibles o productos químicos básicos y oxígeno. Su equipo identificará catalizadores metálicos y de óxidos metálicos óptimos para la oxidación del agua y la reducción del CO2 y, además, desarrollará nanoestructuras catalíticas depositadas sobre semiconductores para los fotoelectrodos. La combinación, optimizada con métodos informáticos, se integrará en un prototipo de célula fotoelectrocatalítica, que incluirá membranas de intercambio iónico y electrodos de difusión de gases para la separación de productos. El objetivo teórico es lograr una eficiencia de conversión de la energía solar en combustible superior al 10 %.
Objetivo
A novel concept for a photo-electro-catalytic (PEC) cell able to directly convert water and CO2 into fuels and chemicals (CO2 reduction) and oxygen (water oxidation) using exclusively solar energy will be designed, built, validated, and optimized. The cell will be constructed from cheap multifunction photo-electrodes able to transform sun irradiation into an electrochemical potential difference (expected efficiency > 12%); ultra-thin layers and nanoparticles of metal or metal oxide catalysts for both half-cell reactions (expected efficiency > 90%); and stateof- the-art membrane technology for gas/liquid/products separation to match a theoretical target solar to fuels efficiency above 10%. All parts will be assembled to maximize performance in pH > 7 solution and moderate temperatures (50-80 ºC) as to take advantage of the high stability and favorable kinetics of constituent materials in these conditions. Achieving this goal we will improve the state-of-the-art of all components for the sake of cell integration:
1) Surface sciences: metal and metal oxide catalysts (crystals or nanostructures grown on metals or silicon) will be characterized for water oxidation and CO2 reduction through atomically resolved experiments (scanning probe microscopy) and spatially-averaged surface techniques including surface analysis before, after and in operando electrochemical reactions. Activity and performance will be correlated to composition, thickness, structure and support as to determine the optimum parameters for device integration.
2) Photoelectrodes: This unique surface knowledge will be transferred to the processing of catalytic nanostructures deposited on semiconductors through different methods to match the surface chemistry results through viable up-scaling processes. Multiple thermodynamic and kinetic techniques will be used to characterize and optimize the performance of the interfaces with spectroscopy and photo-electrochemistry tools to identify best matching between light absorbers and chemical catalysts along optimum working conditions (pH, temperature, pressure).
3) Modeling: Materials, catalysts and processes will be modeled with computational methods as a pivotal tool to understand and to bring photo-catalytic-electrodes to their theoretical limits in terms of performance.
The selected optimum materials and environmental conditions as defined from these parallel studies will be integrated into a PEC cell prototype. This design will include ion exchange membranes and gas diffusion electrodes for product separation. Performance will be validated in real working conditions under sun irradiation to assess the technological and industrial relevance of our A-LEAF cell.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: https://op.europa.eu/es/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: https://op.europa.eu/es/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- ingeniería y tecnología ingeniería ambiental energía y combustibles energía renovable energía solar
- ciencias naturales ciencias químicas catálisis fotocatálisis
- ciencias naturales ciencias químicas química inorgánica compuestos inorgánicos
- ciencias naturales ciencias químicas catálisis electrocatálisis
- ingeniería y tecnología ingeniería química tecnologías de separación
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Palabras clave
Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).
Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).
Programa(s)
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
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H2020-EU.1.2. - EXCELLENT SCIENCE - Future and Emerging Technologies (FET)
PROGRAMA PRINCIPAL
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H2020-EU.1.2.2. - FET Proactive
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Tema(s)
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Régimen de financiación
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
RIA - Research and Innovation action
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Convocatoria de propuestas
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
(se abrirá en una nueva ventana) H2020-FETPROACT-2016-2017
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Aportación financiera neta de la UE. Es la suma de dinero que recibe el participante, deducida la aportación de la UE a su tercero vinculado. Considera la distribución de la aportación financiera de la UE entre los beneficiarios directos del proyecto y otros tipos de participantes, como los terceros participantes.
43007 Tarragona
España
Los costes totales en que ha incurrido esta organización para participar en el proyecto, incluidos los costes directos e indirectos. Este importe es un subconjunto del presupuesto total del proyecto.