Descrizione del progetto
Verso una nuova generazione di batterie ecocompatibili
Un modo per ridurre l’inquinamento è passare dalle auto a benzina a veicoli elettrici ecocompatibili. Tuttavia, ciò richiede un miglioramento significativo delle batterie ricaricabili attuali. Il progetto BATNMR, finanziato dall’UE, propone un nuovo approccio basato sulla risonanza magnetica nucleare (RMN) per misurare la dinamica delle interfacce multiple elettrodo-elettrolita e le interfasi nelle batterie. La metodologia RMN con nuove tecniche di polarizzazione dinamica sarà fondamentale nel tentativo interdisciplinare di progettare soluzioni per batterie basate sulla chimica e di sviluppare specifiche dei materiali, interfacce e nanoparticelle per una tecnologia efficiente, consentendo la creazione di batterie nuove, efficienti, durevoli e ricaricabili.
Obiettivo
The development of longer lasting, higher energy density and cheaper rechargeable batteries represents one of the major technological challenges of our society, batteries representing the limiting components in the shift from gasoline-powered to electric vehicles. They are also required to enable the use of more (typically intermittent) renewable energy, to balance demand with generation. This proposal seeks to develop and apply new NMR metrologies to determine the structure and dynamics of the multiple electrode-electrolyte interfaces and interphases that are present in these batteries, and how they evolve during battery cycling. New dynamic nuclear polarization (DNP) techniques will be exploited to extract structural information about the interface between the battery electrode and the passivating layers that grow on the electrode materials (the solid electrolyte interphase, SEI) and that are inherent to the stability of the batteries. The role of the SEI (and ceramic interfaces) in controlling lithium metal dendrite growth will be determined in liquid based and all solid state batteries.
New DNP approaches will be developed that are compatible with the heterogeneous and reactive species that are present in conventional, all-solid state, Li-air and redox flow batteries. Method development will run in parallel with the use of DNP approaches to determine the structures of the various battery interfaces and interphases, testing the stability of conventional biradicals in these harsh oxidizing and reducing conditions, modifying the experimental approaches where appropriate. The final result will be a significantly improved understanding of the structures of these phases and how they evolve on cycling, coupled with strategies for designing improved SEI structures. The nature of the interface between a lithium metal dendrite and ceramic composite will be determined, providing much needed insight into how these (unwanted) dendrites grow in all solid state batteries. DNP approaches coupled with electron spin resonance will be use, where possible in situ, to determine the reaction mechanisms of organic molecules such as quinones in organic-based redox flow batteries in order to help prevent degradation of the electrochemically active species.
This proposal involves NMR method development specifically designed to explore a variety of battery chemistries. Thus, this proposal is interdisciplinary, containing both a strong emphasis on materials characterization, electrochemistry and electronic structures of materials, interfaces and nanoparticles, and on analytical and physical chemistry. Some of the methodology will be applicable to other materials and systems including (for example) other electrochemical technologies such as fuel cells and solar fuels and the study of catalysts (to probe surface structure).
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/it/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/it/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- scienze naturali scienze chimiche elettrochimica
- ingegneria e tecnologia ingegneria dei materiali compositi
- scienze naturali scienze chimiche chimica inorganica metalli alcalini
- ingegneria e tecnologia nanotecnologia nanomateriali
- ingegneria e tecnologia ingegneria ambientale energia e carburanti
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
ERC-ADG - Advanced Grant
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2018-ADG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
CB2 1TN Cambridge
Regno Unito
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.