Near-field electrospinning

PhD-prosjektet skal utvikle en ny “nærfelt” elektrospinningsmetode for å fremstille 3D-strukturerte nanofiberelektroder. Metoden kan brukes til produksjon av flere typer elektroder for elektrolyse, brenselceller, batteri, strømningsbatterier eller superkondensatorer. Avanserte 3D-strukturerte elektroder kan forbedre ledningsevnen og øke elektrodeoverflaten, noe som resulterer i forbedret reaksjonsaktivitet. Utviklingen er et viktig tiltak for å forbedre kapasiteten og ytelsen til energilagringsenheter og redusere behovet for CRM (Critical Raw Material). Prosjektet vil fokusere på elektroder for elektrolyse og den utfordrende oksygen reaksjonen på anoden, hvor løsninger i dag krever betydelig bruk av CRM iridium som katalysator. Utvikling av elektrospinningsmetoden planlegges med kvalitativ forskning hvor en ny elektrospinningsmetode utvikles og testes med CFD og elektromagnetisk simulering. Deretter starter kvantitativ forskning med å fremstille en ny forbedret 3D-elektrode med en elektrospinningsmaskinprototype. Ulike kolloidkatalysatorløsninger vil bli valgt og elektrospunnet som elektroder, deretter vil de beste kandidatene bli testet i en encellet elektrolysetest og " rotating disk electrode”. Målet med elektrospinningsmetoden er å kontrollere porøsitet og fibertykkelse for økt overflate, redusert kontaktmotstand, forbedret massetransport og forbedret ledningsevne. Det planlagte primære målet er elektrolyse og brenselceller med forbedret effektivitet og holdbarhet, i tillegg vil det være redusert behov for CRM. Et sekundært mål er en elektrospinningsmetode som kan videreutvikles for andre typer forbedrede energilagringselektroder

Improvement of the electrochemical performance and reducing the need for critical raw materials of electrolyser and fuel cell electrodes are important steps to enable economically favorable and sustainable hydrogen value chains. One method for the improvement of electrodes is 3d structured layers prepared with the use of electrospinning. In the Ph.d project, the candidate will look into how to prepare 3D structured electrodes with nano/micro fibers for improved electrochemical performance with a new novel near-field electrospinning method. The outcome is improved electrodes with increased electrolysis and fuel cell efficiency.