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Next Generation of Artificial Heterointerfaces as Building Blocks for Energy Materials

Descrizione del progetto

Un nuovo approccio per il futuro della tecnologia delle interfacce

Al centro dell’attuale transizione verde vi sono interfacce fondamentali per migliorare le tecnologie di conversione e accumulo dell’energia, come l’elettrolisi e le batterie. Capire come gli ioni si muovono tra due materiali solidi sovrapposti è fondamentale, eppure molte domande sulle simmetrie dell’interfaccia e sulla progettazione di un trasporto ionico veloce a temperatura ambiente rimangono ancora senza risposta. Il progetto NEXUS, finanziato dal CER, affronterà questa sfida creando eterostrutture di ossidi artificiali e combinandone le proprietà fisiche attraverso l’impilamento diretto di membrane indipendenti con diversi orientamenti e strutture cristalline. Questo aprirà la strada alla scoperta di intuizioni fondamentali e a progressi rivoluzionari nel campo delle interfacce.

Obiettivo

In an era of rapid green transition changes, interfaces lie at the heart of the advances in most energy conversion and storage technologies, including batteries, Power-to-X and electrolysis. Depending on the type of device, these technologies rely upon the fast transport of atomic and electronic species across the solid-solid, solid-liquid and solid-gas interfaces. Developing viable solid-state devices requires a fundamental understanding of how ions move at the interface between two solid materials stacked together. Despite half a century of sustained research into interfaces, we still cannot answer the most critical questions about the role of interface symmetries and finding pathways for engineering fast ionic transport at room temperature. The underlying motivation to find the answers is clear: fast transport of ions provides an opportunity to accelerate energy technology. However, the fundamental science required is extremely challenging: (1) the interfaces are buried in bulk structures and (2) possible combinations of materials are limited by the rules of epitaxy. Imagine a future where the precise tuning of materials can take place according to our aspirations by assembling ultrathin layers into new artificial heterostructures. NEXUS is the epitome of this future. In NEXUS I seek to take a leap from our present knowledge by creating artificial oxide heterostructures and hybridizing their physical properties by directly stacking freestanding membranes with different crystal structures and orientations (Figure 1). In this way I will realize novel structures with fast ionic paths potentially breaking fundamental limitations of existing energy devices. During the last decade I pioneered and matured new sets of oxide-based interfaces, exhibiting an exceptionally colourful palette of properties. The approach of NEXUS is radically different from the past work and will provide fundamental breakthroughs in the study of fast ionic transport across interfaces.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2021-ADG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET
Contributo netto dell'UE
€ 2 491 730,50
Indirizzo
ANKER ENGELUNDS VEJ 101
2800 Kongens Lyngby
Danimarca
Regione
Danmark Hovedstaden Københavns omegn
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 2 491 730,50

Beneficiari (1)