IJzer-lucht batterijen bieden een kosteneffectieve oplossing voor energieopslag met een lange levensduur, wat cruciaal is voor de integratie van hernieuwbare energie. Groot voordeel is dat ijzer-lucht batterijen geen lithium of kobalt bevatten waardoor de kosten en de risico's van de toeleveringsketen afnemen. Dit project is gericht op het verbeteren van hun efficiëntie door het ontwikkelen en optimaliseren van geavanceerde elektrodematerialen specifiek voor ijzer-lucht-batterijtoepassingen.

Achtergrond en probleemstelling

Efficiënte energieopslag is van vitaal belang voor hernieuwbare energiebronnen. IJzer-lucht batterijen bieden een veelbelovend, goedkoop alternatief met 100+ uur opslagcapaciteit, maar worden gehinderd door hoge overpotentials als gevolg van trage zuurstofevolutie- en reductiereacties (OER/ORR). De huidige elektrokatalysatormaterialen vertonen onvoldoende activiteit, degraderen of hebben slechte elektrische geleidbaarheid en zwakke katalysator-substraatinteracties. Om deze barrières te overwinnen, is vooruitgang nodig in de samenstelling van de katalysator, microstructuren en productie om het actieve oppervlak en de elektrochemische reactiekinetiek te verbeteren.

Projectdoelstelling

Het doel van dit project is om binnen twee jaar geavanceerde elektrokatalysatormaterialen te ontwikkelen en te optimaliseren om de reactie-efficiëntie te verhogen, energieverliezen te verminderen en de algemene efficiëntie te verbeteren. Door de samenstelling, structuur en katalysator-substraatinteracties door te ontwikkelen, beoogt het onderzoek een hogere katalytische activiteit, lagere overpotentials en een grotere stabiliteit op lange termijn, wat uiteindelijk bijdraagt aan efficiëntere en duurzamere oplossingen voor energieopslag. Dit project pakt daarmee direct het belangrijkste knelpunt aan dat de prestaties van ijzer-lucht-batterijen beperkt - hoge overpotentials - en draagt bij aan hun commerciële levensvatbaarheid.

Beoogd resultaat

Dit project zal leiden tot de ontwikkeling van geavanceerde elektrokatalysatoren, zoals geoptimaliseerde nikkel-ijzer en mangaan-oxide katalysatoren, die nodig zijn om de reactie-efficiëntie aan de kathode te verbeteren door de overpotentials in zowel de ORR als de OER aanzienlijk te verlagen in vergelijking met de momenteel gebruikte kathoden en elektroden in ijzer-lucht batterijen. Als gevolg hiervan zal de elektrochemische efficiëntie toenemen, met een hogere round-trip efficiëntie, waardoor de ijzer-lucht-batterij van Ore Energy in de buurt komt van de prestaties van andere batterijoplossingen, zoals Ni-Fe-systemen, maar met een veel hogere vermogensdichtheid.