Sviluppare elettroliti appropriati a base di liquidi ionici compatibili con strutture di diamante e in grado di operare a temperature superiori a 300 °C sotto radiazione solare concentrata. Si perseguirà lo sviluppo di nuovi liquidi ionici (e delle loro miscele) termicamente ed elettrochimicamente stabili. Si svilupperanno nuovi liquidi ionici basati su cationi ammonio, solfonio e fosfonio lineari e ciclici stabili, con stabilità termica oltre i 300 °C, come elettroliti per la produzione fotoelettrochimica di H₂, nonché per la riduzione di N₂ e CO₂, e saranno testati per la compatibilità con gli elettrodi a base di diamante nel reattore PEC. Per quantificare le prestazioni, una valida convalida sarà la valutazione del loro utilizzo continuo per almeno 48 ore a 300 °C durante le operazioni.

Fabbricare set di test versatili a livello di laboratorio per valutare la produzione di H₂. Il progetto SPEEDY mira a fornire un reattore chimico affidabile per dimostrare la tecnologia a un TRL 2/3. La progettazione e la fabbricazione di tali sistemi anticiperanno anche la loro applicazione futura, per guidare la tecnologia verso TRL ancora più elevati dopo la conclusione delle attività del progetto.

Ottimizzare le proprietà funzionali delle strutture di diamante nero attive guidate dal sole per lo sviluppo di un efficiente convertitore PEC. La combinazione di tutte le attività sperimentali sui materiali progettati verrà utilizzata per definire caratteristiche e ricette adatte al progresso delle strutture proposte. Le attività di caratterizzazione avanzata consentono di ottimizzare i dispositivi, che verranno fabbricati e testati in un reattore chimico. Le prestazioni dei prototipi risultanti verranno analizzate in termini di efficienza quantica solare (cioè l'efficienza quantica su tutto lo spettro solare), efficienza faradica, efficienza di conversione dell'energia solare in elettrica (ηSE) e in idrogeno (ηSH), identificati come principali Indicatori di Merito (FoM). Il successo del progetto sarà misurato ottenendo valori FoM comparabili a quelli riportati in letteratura per i convertitori PEC solari all'avanguardia. Considerando i risultati più importanti pubblicati, possiamo affermare che il raggiungimento dei seguenti valori target (minimi) è considerato adeguato per abilitare una valida convalida della nuova tecnologia al dichiarato TRL 2/3 e spingere ulteriormente gli sforzi di ricerca nella tecnologia a TRL più elevati in futuro: efficienza quantica solare > 40%; ηSE > 20%; efficienza faradica > 60%; ηSH > 10% a 300 suns. Tuttavia, come riportato nella Sezione 1, questi valori non rappresentano l'obiettivo ultimo di SPEEDY, che, secondo calcoli preliminari considerando condizioni completamente ottimizzate, può raggiungere valori di ηSH superiori al 30%, rappresentando un guadagno significativo per i convertitori PEC.

Dimostrare la produzione ecologica di H₂ e altri carburanti chimici mediante una piattaforma unica di elettrodi a stato solido. Sono eseguiti esperimenti di Proof-of-Concept (PoC) per dimostrare la produzione di H₂, ma anche la fattibilità di produzione di NH₃ e idrocarburi leggeri in specifici mezzi catalitici utilizzando i nuovi PEC basati su diamante. Affidabilità, durata e tassi di produzione sono i principali FoM riconosciuti per valutare le prestazioni dei prototipi. Come descritto per PO.1, possiamo identificare valori target di successo (minimi), competitivi rispetto ai valori riportati per le più avanzate tecnologie solari PEC attuali, per convalidare adeguatamente la tecnologia: affidabilità > 30 cicli di produzione; durata > 48 ore di produzione continua; tasso di produzione di H₂ > 40 µmol h^-1 cm^-2.