Proiectul NITRO-NANOC-FC are la bază proiectarea de nanomateriale avansate pentru componentele pilelor de combustie cu membrană schimbătoare de protoni (PEM-FC). Arhitectura traditională a PEM-FC a fost recunoscută ca un punct de reper spre această ţintă, prezentand performanţe imresionante. Cu toate acestea, PEM-FC prezintă un punct slab esenţial: dependenţa de materiale cu preţuri ridicate, ceea ce conduce la costuri de implementare costisitoare. Pentru a garanta viitorul PEM-FC materialele avansate trebuie să echilibreze raportul eficienţă-cost. Considerând această direcţie, proiectul NITRO-NANOC-FC propune introducerea de materiale carbonice avansate mai ieftine: geluri carbonice şi grafene. Astfel s-au dezvoltat materiale carbonice avansate pentru a produce două din componentele esentiale ale PEM-FC: stratul de difuzie a gazelor şi suportul de catalizator. Modelul initial de PEM-FC produs astfel a prezentat tensiuni în circuit deschis foarte mari, dar a rămas în urma din punct de vedere al densităţii de curent şi, implicit, al densităţii de putere. Proiectul NITRO-NANOC-FC porneşte din acest punct şi urmareşte creşterea semnificativă a conductivităţii materialelor carbonice astfel realizate prin aplicarea diferitor metode de activare. Proiectul evidenţiază strategia prcisă pentru optimizarea primului model de PEM-FC la nivelul tehnologic actual, sau chiar la depăşirea acestuia.
Consorţiul format din 2 organizatii de cercetare – Universitatea din Bucuresti şi Universitatea Politehnica din Bucureşti – a propus următoarele caractere de noutate în cadrul proiectului:
1) Realizarea unui strat microporos (MPL) pe bază de materiale carbonice avansate produse prin exfolierea chimică sau laser a suportului carbonic, obţinând astfel un contact firm între stratul de difuzie a gazului (GDL) şi MPL; Această metodă de realizare creşte transportul electronic prin matrice, ceea ce conduce la creşterea performanţei PEMFC.
2) Producerea de GDL-uri tristratificate (hârtie carbonică/xerogel carbonic/grafene) cu stabilitate mare şi porozitate descrescătoare. Această arhitectură de GDL este realizată prin imersarea hârtiei carbonice în soluţia de precursori a xerogelurilor carbonice, urmată de reticularea într-un câmp centrifugal. Această arhitctură GDL prezintă un transport electronic îmbunătăţit, facilitează transportul combustibilului spre stratul de catalizator şi uşurează eliminarea apei spre canalele de curgere.
3) Realizarea unui suport de catalizator (Pt) utilizând materiale carbonice avansate: xerogel carbonic cu morfologie controlabilă (produs utilizând în sinteza acestuia diferite viteze de centrifugare, metode de activare şi/sau dopare cu azot).