Description du projet
Des batteries au sodium pour la révolution de l’électromobilité
De couleur argentée, doux, cireux et léger, le sodium (Na) pourrait être la prochaine solution idéale pour l’industrie de la voiture électrique. Bien que les batteries lithium-ion (Li-Ion) soient considérées comme la norme pour tous les appareils électroniques, elles présentent néanmoins un certain nombre de problèmes. La durabilité figure en tête de liste, car les batteries Li-Ion reposent sur une série d’éléments critiques. À ce titre, une forte augmentation de la disponibilité des ressources brutes est indispensable pour alimenter la révolution de l’électromobilité. Parmi les autres problèmes, citons la capacité énergétique, qui doit encore augmenter pour répondre à la demande d’une plus grande autonomie. Le projet 4SBATT, financé par l’UE, concevra et préparera de nouveaux composés inorganiques à base de Na pour les électrodes positives, les électrolytes solides et les électrodes négatives. L’objectif ultime est de développer une batterie à l’état solide basée sur le Na et des éléments durables tels que le fer, le manganèse et le silicium.
Objectif
The Li-ion battery, developed in the last 30 years, is a very successful technology. However, it now faces the challenge of powering the e-mobility revolution, requiring a large increase of raw resources availability. At this point in history, given the roadmap of the European Green Deal and the need to reduce CO2 emissions, such a scale up should be seen as a unique opportunity to eliminate unsustainable elements from the batteries. Yet the Li-ion battery relies on a series of elements that are critical, most importantly Li, Co and natural graphite. Moreover, the safety of Li-ion batteries is often in question, and their energy content still needs to increase to satisfy the demand for extended driving ranges. In this context, 4SBATT aims to develop a solid-state battery based on Na, rather than Li, representing the best solution in terms of four key parameters: sustainability, energy density (specific and volumetric), readiness of adoption (i.e. compatibility with existing Li-ion production lines) and safety. To achieve such a challenging goal, 4SBATT will operate at the cross-section between inorganic chemistry, materials science, and engineering. My team and I will develop a combined computational and experimental approach based on density functional theory and in situ x-ray diffraction during synthesis that will allow us to explore large amounts of temperature-dependent multicomponent phase diagrams for various classes of materials. Thereby we will design and prepare novel Na-based inorganic compounds for positive electrodes, solid electrolytes and negative electrodes. Then the physical properties of materials and composite electrodes will be characterized to understand, improve and engineer their performances. Finally we will assemble solid-state batteries, based on Na and sustainable elements such as Fe, Mn and Si, intrinsically safe due to the non-flammable solid electrolyte, and targeting record energy densities of 300 Wh/kg and 750 Wh/l at the cell level.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2021-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
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Allemagne