Descripción del proyecto
Impulsar la eficiencia de las baterías de última generación
Para hacer frente a la creciente crisis climática, es esencial disponer de baterías recargables más eficientes para optimizar las fuentes de energía sostenibles. Las tecnologías de baterías actuales no satisfacen las necesidades de almacenamiento de energía de nueva generación. Uno de los retos principales consiste en comprender y controlar la química en la interfaz electrodo-electrolito, donde la interfase electrolito sólido (SEI, por sus siglas en inglés) desempeña un papel crucial. El SEI debe permitir el transporte continuo de iones, pero los mecanismos no se conocen del todo. En este contexto, el equipo del proyecto SEISPY, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, pretende colmar esta laguna utilizando técnicas avanzadas de resonancia magnética nuclear para sondear la dinámica de los iones a nivel atómico. El objetivo es descubrir los componentes de la SEI y su función en el intercambio iónico, lo que permitirá diseñar baterías mejores de última generación.
Objetivo
More efficient rechargeable batteries must be developed for utilizing sustainable energy sources and stopping the rapidly advancing climate change. The current technology cannot be merely extended for the next-generation storage systems. New approaches are required, especially for understanding and controlling the complex chemistry at the electrode-electrolyte interface. It has already been established that such control can, in principle, be realized by the solid electrolyte interphase (SEI), a stable passivating layer formed on the electrode. Such a layer should enable continuous transport of ions across it, but the fundamental understanding of what SEI components and architectures may give rise to such transport is not yet available. The ultimate goal of this ERC project is to establish structure-function correlation for the SEI by implementing methodologies for directly probing interfaces at the atomic-molecular level and for guiding the design of novel interphases.
We will achieve this goal by introducing to materials science a set of NMR 'tools' based on chemical exchange saturation transfer (CEST), commonly used to study dynamics in biomolecular-NMR. Here we propose to develop variants of CEST to probe ion dynamics across the SEI. Implementing these new approaches in situ, we will disentangle the multistep transport process at the electrolyte-SEI-electrode interfaces. Coupled with sensitivity enhancement by Dynamic Nuclear Polarization from inherent polarization sources, we will identify the SEI components participating in the ion exchange processes. Integrating our results with the battery performance, we will determine the pathways and bottlenecks for transport across the SEI.
Applying advanced NMR methods combined with controlled surface chemistry to state-of-the-art battery materials, such as lithium and beyond metal anodes, high-energy cathodes and composite electrolytes, we will establish design rules for next-generation energy storage systems.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
7610001 Rehovot
Israel