Projektbeschreibung
Den Weg für hochdichte Superkondensatoren auf Graphenbasis bereiten
Superkondensatoren sind Energiespeicher, die Energie mit hoher Geschwindigkeit freisetzen können. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts ARMS sollen umweltfreundliche Superkondensatoren mit einer ähnlichen Energiedichte wie Batterien entwickelt werden. Für ihre Konstruktion werden Forschende verschiedene Werkstoffe wie graphenreichen, biobasierten Kohlenstoff und mit Graphen verzierte Kohlenstofffasern verwenden. Mithilfe der Atomlagenabscheidung werden sie Energiedichten von über 50 Wh/kg anstreben, ohne Abstriche bei Leistungsdichte, Lebensdauer und Umweltfreundlichkeit zu machen. Anhand von zwei Anwendungsbeispielen wird die Realisierbarkeit des Konzepts demonstriert: einem drahtlosen Sensorgerät, das von einem gedruckten flexiblen Superkondensator angetrieben wird, und einer Drohne, die von strukturellen Superkondensatoren angetrieben wird, die auch als Teil des Drohnenaufbaus dienen.
Ziel
The overall objective of the ARMS project (Atomic layer-coated gRaphene electrode-Based Micro-flexible and Structural supercapacitors (ARMS) is to integrate comprehensive materials and processes, including graphene-rich bio-based carbon materials and graphene-decorated carbon fibers, and to develop scalable and cost-effective atomic layer deposition (ALD) manufacturing technology to fabricate totally eco-friendly supercapacitors with energy density reaching > 50 Wh/kg that is comparable to batteries without sacrificing the power density, cycle life or eco-friendliness, and open up opportunities to establish a new value chain for supercapacitor manufacturing with European SMEs as key players. The consortium will achieve this goal by a combination of factors, working in a coordinated fashion: process modification to enable production of high-graphene-content porous carbon for printed flexible energy storage, conformal graphene coating onto carbon fibres for structural supercapacitors, decoration of both types of electrodes with ultra-thin conformal ALD coating of MnO2 and Fe2O3 for increased stability and voltage window (to be scaled up to roll-to-roll by Beneq), and development of novel, environmentally-friendly electrolytes. The energy storage devices enabled by this work will be integrated into two use-case demonstrators to show the viability of the concept: a wireless sensor device powered a printed flexible supercapacitor, and a drone powered by structural supercapacitors which are simultaneously structural parts of the drone.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologymaterials engineeringfibers
- engineering and technologynanotechnologynano-materialstwo-dimensional nanostructuresgraphene
- engineering and technologymaterials engineeringcoating and films
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringroboticsautonomous robotsdrones
- engineering and technologymaterials engineeringcompositescarbon fibers
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
HORIZON-CL4-2022-DIGITAL-EMERGING-02
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsKoordinator
33100 Tampere
Finnland