Projektbeschreibung
Neuartige Elektrodenmaterialien zur nachhaltigen Energiespeicherung in Batterien
Mit dem Fortschritt in Bezug auf Elektrofahrzeuge und Energiespeicher geht einher, dass bei den konventionellen Lithium-Ionen-Batterien aufgrund der Nachfrage des Marktes nach höherer Energie- und Leistungsdichte etliche Herausforderungen zu meistern sind. Neue Elektrodenmaterialien und Natrium-Ionen-Batterien erscheinen als vielversprechende Alternativen. Ein derartiges Material ist funktionalisiertes Germanat, von dem erwartet wird, dass mit ihm eine für hohe Kapazität geeignete Umgebung zur Natriumspeicherung zu realisieren ist. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt NEW MONO 2D FUN GER wird die strukturellen und morphologischen Merkmale von funktionalisiertem Germanat erforschen, um seine elektrochemische Aktivität aufzuklären. Um für die Anwendung in Natrium-Ionen-Batterien geeignete Elektroden mit hoher Kapazität herzustellen, werden die funktionalisierten Germanatmaterialien weiter modifiziert. Das Projekt wird außerdem die elektrochemische Leistung ausgewählter Elektrodenmaterialien bewerten.
Ziel
The use of novel two-dimensional (2D) nanomaterials for energy storage and conversion applications has nowadays become a hot research topic in material science. In particular, with the development of electric vehicles (EVs) and energy storage stations, the traditional lithium-ion batteries (LIBs) have encountered a plethora of challenges due to the huge demands of key markets (e.g. higher energy and power densities). Accordingly, a suitable approach to address these issues is to achieve the development of new electrode materials and alternative batteries (sodium-ion batteries, SIBs). In this context, one of the particularly promising candidate materials is functionalized germanane, which is expected to provide a high-capacity framework for sodium storage, since it possesses several attractive characteristics: to name a few, chemically and electronically active 2D structures, high mechanical flexibility, as well as fast electron mobility and conductivity. With the help of characterization techniques like X-Ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy, this project aims to explore the structural and morphological features of functionalized germanane. The gained knowledge will extend our in depth understanding of the electrochemical activity of functionalized germanane. Aiming to achieve the production of high-capacity electrodes for applications in SIBs, the functionalized germanane materials will be further modified by carbon coating and exfoliation steps. The electrochemical performance of selected electrode materials will be evaluated by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, and galvanostatic discharge/charge measurements.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectric batteries
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryalkali metals
- natural sciencesphysical sciencesopticsmicroscopyelectron microscopy
- engineering and technologymaterials engineeringcoating and films
- engineering and technologynanotechnologynano-materials
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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HORIZON-AG-UN - HORIZON Unit GrantKoordinator
166 28 Praha
Tschechien