Descripción del proyecto
Evitar el crecimiento de «árboles» diminutos podría permitir que los vehículos eléctricos lleguen lejos
Facilitar las aplicaciones de los vehículos eléctricos del futuro requerirá baterías con una densidad de energía mucho mayor. Las baterías de iones de litio convencionales cuentan con ánodos fabricados con litio; otras baterías prometedoras con alta densidad de energía basadas en ánodos metálicos podrían utilizar sodio o potasio. Sin embargo, todas estas baterías se enfrentan al problema del crecimiento dendrítico, la formación de microestructuras cristalinas parecidas a árboles en el ánodo durante la carga, las cuales pueden generar daños físicos y químicos significativos. El mecanismo por el que se forman estas dendritas no se conoce bien. El proyecto NANODENDRITE, que cuenta con el respaldo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, planea arrojar luz sobre la formación de dendritas metálicas mediante métodos experimentales y computaciones para dar lugar a soluciones que las disminuyan.
Objetivo
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.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
CV4 8UW COVENTRY
Reino Unido