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Graphene, MXene and ionic liquid-based sustainable supercapacitor

Descrizione del progetto

Supercondensatori ad alte prestazioni senza materie prime critiche

I supercondensatori sono dispositivi di accumulo di energia che colmano il divario tra le batterie ricaricabili e i condensatori convenzionali. Immagazzinano fino a 100 volte più energia per unità di volume o massa rispetto ai supercondensatori e consentono tempi di carica e scarica più rapidi rispetto alle batterie. Il mercato dei supercondensatori è in crescita, ma le materie prime necessarie sono limitate. Il progetto GREENCAP, finanziato dall’UE, sfrutterà materiali 2D quali il grafene e gli MXeni come materiali per elettrodi e i liquidi ionici come elettroliti ad alta tensione. La tecnologia prevista per i supercondensatori con celle cilindriche sarà convalidata in un ambiente rilevante dal punto di vista industriale (TRL6), garantendo la creazione di una catena di valore completa, dalla produzione dei materiali alla produzione delle celle. Un nuovo sistema di gestione del supercondensatore dovrebbe sviluppare ulteriormente il potenziale del supercondensatore GREECAP nelle applicazioni di fascia alta.

Obiettivo

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.

Coordinatore

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

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Regione
Nord-Ovest Liguria Genova
Tipo di attività
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Collegamenti
Costo totale
€ 809 505,00

Partecipanti (10)

Partner (1)