Descrizione del progetto
Testare le batterie al litio utilizzando materiali conduttivi basati su strutture organiche covalenti
Usate per alimentare i veicoli elettrici e immagazzinare energia rinnovabile, le batterie agli ioni di litio sono in grado di contribuire alla riduzione delle emissioni di carbonio. Ciononostante, queste batterie sono basate su catodi a ossidi metallici di transizione. Ciò significa che la loro densità energetica è limitata e sorgono inoltre preoccupazioni a livello ambientale. Il progetto ELECTROCOFS, finanziato dall’UE, esplorerà i materiali organici, quali elettrodi alternativi, in virtù delle loro elevate prestazioni in termini di capacità teorica, disponibilità di risorse e sostenibilità. Le strutture organiche covalenti (COF, covalent organic frameworks) sono emerse negli ultimi anni in qualità di materiali per elettrodi organici promettenti grazie alla loro eccezionale versatilità chimica e strutturale. L’obiettivo generale è quello di progettare nuove COF conduttive redox-attive come materiali catodici in modo da migliorare le prestazioni elettrochimiche delle batterie agli ioni di litio.
Obiettivo
A major breakthrough in chemistry and materials science has been the development of Lithium-Ion Batteries (LIBs), which show great potential for storing energy from renewable sources and as the power sources for electric cars. However, commercially available LIBs are based on transition metal oxide cathodes, presenting limited energy density and raising relevant environmental concerns. Organic materials have received much attention as alternative electrodes because of their high theoretical capacity, resources availability and sustainability. In particular, Covalent Organic Frameworks (COFs) have emerged in the past few years as promising organic electrode materials due to their high stability, high ionic conductivity and outstanding chemical and structural versatility. Low electrical conductivity remains the main bottleneck for real applications of COFs as electrode materials, usually addressed by adding in large amounts of conductive carbon additives that decrease the energy density of the battery.
The overarching objective of this project is to design and synthesize new conductive redox-active COFs as cathode materials to enhance LIBs electrochemical performance. The specific goals are:
a) To design a new family of stable redox-active COFs built from unexplored building blocks to achieve an optimal balance between capacity, electrical conductivity and porosity.
b) To investigate the role of the linkages, building blocks, doping, pressure, anisotropy and morphology on the electrical conductivity, unravelling the fundamental mechanisms of charge transport in COFs.
c) To manufacture and test lithium batteries using conductive COFs cathode materials, assessing the influence of the processing techniques on the electrochemical performance.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
15782 Santiago De Compostela
Spagna