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Graphene, MXene and ionic liquid-based sustainable supercapacitor

Description du projet

Des supercondensateurs haute performance sans matières premières critiques

Les supercondensateurs sont des dispositifs de stockage qui comblent le fossé entre les batteries rechargeables et les condensateurs classiques. Ils stockent jusqu’à 100 fois plus d’énergie par unité de volume ou de masse que les condensateurs et permettent des temps de charge et de décharge plus courts que les batteries. Toutefois, bien que le marché des supercondensateurs soit en pleine croissance, les matières premières nécessaires à leur fabrication restent limitées. Le projet GREENCAP, financé par l’UE, exploitera les matériaux 2D tels que le graphène et les MXènes comme matériaux d’électrodes, et les liquides ioniques comme électrolytes à haute tension. La technologie des supercondensateurs à cellules cylindriques sera validée dans un environnement industriel pertinent (NMT 6), tout en garantissant la création d’une chaîne de valeur complète, de la production des matériaux à la fabrication des cellules. Un nouveau système de gestion des supercondensateurs devrait permettre de développer davantage le potentiel de ceux mis au point par GREENCAP pour des applications haut de gamme.

Objectif

A paradigm shift in energy storage technology is needed to support the transition towards the climate-neutrality set by the EU’s international commitments under the Paris Agreement, while ensuring the targets of EU’s Action Plan on Critical Raw Materials (CRMs). In this context, GREENCAP joins a multi-disciplinary consortium with 5 Universities, 1 R&D Institute, 6 companies, located in 7 European countries (including Italy, Germany, France, Ireland, United Kingdom, Estonia, and Netherlands) and 1 non-EU country (Ukraine), to unlock the full potential of supercapacitors (SCs) as electrochemical energy storage systems. We will develop a CRM-free technology exhibiting a battery-like energy density (>20 Wh/kg, >16 Wh/L), together with the distinctive superior power densities and high cycle life of traditional electrochemical double layer capacitors. GREENCAP will exploit layered 2D materials, including graphene and MXenes as electrode materials, and ionic liquids (ILs) as high-voltage electrolyte. The main objectives of GREENCAP are: i) to syntheses/functionalize graphene and MXenes via facile, scalable and sustainable (CRM-free) methodologies, assuring both high surface area and ion accessibility, introducing Faradaic charge storage mechanisms, and improving their quantum capacitance; ii) to produce novel non-/low-toxic and non-/low-flammable IL-based electrolyte with high conductivities, and a high electrochemical/thermal stability, ensuring SC operation at voltage > 3.5 V within -50°C to +100 °C temperature range, thus eliminating the need for sophisticated cooling systems; iii) to validate the novel SC technology at industrial scale by fabricating cylindrical cells at a TRL 6 while ensuring the creation/existence of the complete value chain from material to cell producers; iv) to produce a novel supercapacitor management system, enabling the full potential of the GREECAP’s SCs in high-end applications, and ensuring their integration into the circular economy.

Coordinateur

BEDIMENSIONAL SPA
Contribution nette de l'UE
€ 809 505,00
Adresse
VIA LUNGOTORRENTE SECCA 30 R
16163 Genova
Italie

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Région
Nord-Ovest Liguria Genova
Type d’activité
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Liens
Coût total
€ 809 505,00

Participants (10)

Partenaires (1)