NICENESS

Nanocomposite multi-ionic Ceria Carbonate Electrodes for New reversible Electrolysis – NICENESS

Responsabile: Angela Gondolini
Personale coinvolto: Andrea Bartoletti
Data di inizio: 28/09/2023
Durata: 24 mesi
Finanziamento totale: 239 099,00 €
Bando: PIANO NAZIONALE DI RIPRESA E RESILIENZA (PNRR) Missione 4 “Istruzione e Ricerca” – Componente C2 Investimento 1.1, “Fondo per il Programma Nazionale di Ricerca e Progetti di Rilevante Interesse Nazionale (PRIN)” PRIN 2022 PNRR
Ruolo CNR-ISSMC: Partner
Coordinatore: Prof. Alessandro Donazi (Politecnico di Milano), Angela Gondolini (co-PI)
Consorzio: Politecnico di Milano (Valentina Marassi), CNR-ISSMC (Angela Gondolini), Università di Salerno (Prof. Vincenzo Vaiano), Università di Trento (Prof. Sandra Dirè).

ll progetto NICENESS propone una soluzione energetica flessibile e sostenibile mediante progettazione di una Cella ad Ossidi Solidi Reversibile (R-SOC) innovativa basata su materiali composti nanostrutturati costituiti da carbonato di sodio-ceria (CCC). La dispersione di nanoparticelle di Ceria drogata con Samaria (SDC <50 nm) in una matrice di carbonato di sodio porta a un materiale composito che trasferisce simultaneamente ioni ossido, protoni e carbonati con una conducibilità ionica notevolmente maggiore rispetto ai materiali elettrolitici tradizionali. Questa elevata conducibilità multi-ionica viene mantenuta sotto i 600°C, portando alla produzione di celle che lavorino alle basse temperature (LT-R-SOC) che consentono l’utilizzo diretto di CO2, H2O e syngas adattabili alle tecnologie Power-to-Syngas. I benefici derivano da un risparmio sui costi, una maggiore durabilità ed una facile applicazione negli impianti esistenti per la produzione di combustibili sintetici.

Il progetto mira a sviluppare elettrodi per il fuel e l’aria per LT-R-SOC che convertono in modo stabile il syngas in modalità cella a combustibile, e CO2 e H2O in co-elettrolisi a 500°C, con una target di potenza massima di 400 mW/cm² a 0,75 V e una resistenza specifica dell’area di 0,8-1 Ω*cm² in co-elettrolisi. Le proprietà fisico-chimiche, strutturali e conduttive dei compositi, e l’attività elettrocatalitica degli elettrodi saranno studiate con tecniche sinergiche e configurazioni appropriate per celle a bottone. Saranno inoltre effettuati test catalitici per verificare l’attività di Water Gas Shift, di metanazione e la tendenza alla formazione di residui carboniosi.