Skip to main content
European Commission logo print header

Anionic redox processes: A transformational approach for advanced energy materials

Opis projektu

Nowa technologia pozwalająca na bardziej efektywne magazynowanie energii w akumulatorach

Akumulatory litowo-jonowe, obecnie najbardziej rozpowszechniona technologia magazynowania energii, działają w oparciu o chemiczne reakcje redoks. Jednak już w 2013 roku zademonstrowano obiecujący innowacyjny proces, który oferuje znacznie większą pojemność magazynowania energii. Ta nowa technologia niestety wciąż pozostaje w fazie testów, ale może przynieść znaczne korzyści. Finansowany ze środków ERBN projekt ARPEMA ma na celu pokonanie wyzwań związanych z tą rozwijającą się technologią poprzez dokładniejsze poznanie jej możliwości. W ramach tego projektu zaplanowano obszerny program badawczy, który łączy metody eksperymentalne i obliczeniowe. Takie podejście umożliwi opracowanie materiałów akumulatorowych, które będą mogły oferowały znacznie lepsze możliwości magazynowania energii.

Cel

Redox chemistry provides the fundamental basis for numerous energy-related electrochemical devices, among which Li-ion batteries (LIB) have become the premier energy storage technology for portable electronics and vehicle electrification. Throughout its history, LIB technology has relied on cationic redox reactions as the sole source of energy storage capacity. This is no longer true. In 2013 we demonstrated that Li-driven reversible formation of (O2)n peroxo-groups in new layered oxides led to extraordinary increases in energy storage capacity. This finding, which is receiving worldwide attention, represents a transformational approach for creating advanced energy materials for not only energy storage, but also water splitting applications as both involve peroxo species. However, as is often the case with new discoveries, the fundamental science at work needs to be rationalized and understood. Specifically, what are the mechanisms for ion and electron transport in these Li-driven anionic redox reactions?
To address these seminal questions and to widen the spectrum of materials (transition metal and anion) showing anionic redox chemistry, we propose a comprehensive research program that combines experimental and computational methods. The experimental methods include structural and electrochemical analyses (both ex-situ and in-situ), and computational modeling will be based on first-principles DFT for identifying the fundamental processes that enable anionic redox activity. The knowledge gained from these studies, in combination with our expertise in inorganic synthesis, will enable us to design a new generation of Li-ion battery materials that exhibit substantial increases (20 -30%) in energy storage capacity, with additional impacts on the development of Na-ion batteries and the design of water splitting catalysts, with the feasibility to surpass current water splitting efficiencies via novel (O2)n-based electrocatalysts.

System finansowania

ERC-ADG - Advanced Grant

Instytucja przyjmująca

COLLEGE DE FRANCE
Wkład UE netto
€ 2 192 636,25
Adres
PLACE MARCELIN BERTHELOT 11
75005 Paris
Francja

Zobacz na mapie

Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 2 249 196,25

Beneficjenci (2)