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Nanoscale dendrite formation and mitigation in high-energy density metal anodes

Projektbeschreibung

Wachstum winziger „Bäume“ verhindern – Reichweite zukünftiger Elektrofahrzeuge verbessern

Zur Realisierung der Elektrofahrzeuganwendungen von morgen werden Batterien mit wesentlich höherer Energiedichte gebraucht. Konventionelle Lithium-Ionen-Batterien weisen Anoden aus Lithium auf; in weiteren vielversprechenden Batterien mit hoher Energiedichte auf der Basis von Metallanoden könnten Natrium oder Kalium zum Einsatz kommen. Bei all diesen Batterien besteht jedoch das Problem des dendritischen Wachstums, d. h., dass sich während des Ladevorgangs baumähnliche kristalline Mikrostrukturen auf der Anode bilden, die erhebliche chemische und physikalische Schäden verursachen können. Über den Mechanismus der Bildung dieser Dendriten ist nur wenig bekannt. Das Projekt NANODENDRITE plant nun, mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen die Metalldendritenentstehung durch experimentelle und rechnerische Methoden aufzuklären und auf Schadensbegrenzung ausgerichtete Lösungen zu finden.

Ziel

High-energy density batteries based on metal anodes (Li, Na, K) are urgently required to meet the demands of modern electric vehicles. However, their commercial success has been impeded by the uncontrolled dendritic growth, which causes serious capacity losses and safety issues. Understanding the mechanisms of dendrite formation, which still remain unclear, would be a critical breakthrough to achieve high-performance metal anode batteries.

This proposal presents an innovative new approach to provide a holistic understanding of metal dendrite formation and mitigation beyond the state-of-the-art that will accelerate the rational design of ideal anode materials, through the implementation of quantitative electrochemical microscopy techniques, co-located structural microscopy and computational modelling. The scientific scope encompasses gaining definitive insights on dendrite formation and mitigation by: (i) revealing precise conditions and intricate nucleation and growth events governing dendrite formation during the electrodeposition of Li, Na, K and Mg at the nanoscale using a unique high-throughput electrochemistry platform; (ii) visualising nanoscale electrochemistry at nano-engineered electrode surfaces to unveil how nucleation sites work together to achieve dendrite mitigation; (iii) correlating nanoscale knowledge of dendrite formation and mitigation to the performance of a macroscale battery through the rational design of anode materials.

The project brings together the unique expertise of the Fellow, Dr. Daniel Martín-Yerga, in electrochemistry and nanoscience with that of the Host group, world-leading on correlative electrochemical microscopy and modelling, to create an approach that will greatly advance the battery field. The Fellow will acquire exceptional scientific and transferable skills, with world-class support from the Host group and its collaborators, providing him with an outstanding opportunity to develop personally and professionally.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2020

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

UNIVERSITY OF WARWICK
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 224 933,76
Adresse
KIRBY CORNER ROAD UNIVERSITY HOUSE
CV4 8UW COVENTRY
Vereinigtes Königreich

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Region
West Midlands (England) West Midlands Coventry
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 224 933,76
Mein Booklet 0 0