Descrizione del progetto
Una nuova struttura per batterie di flusso redox metallo-aria con elettrodi porosi ottimizzati
L’integrazione delle batterie di flusso redox (RFB, redox flow battery) con le batterie metallo-aria crea batterie ibride che dispongono del potenziale per uno stoccaggio dell’energia a basso costo; tuttavia, a tal fine è necessario risolvere le problematiche di efficienza in tal ambito. Gli elettrodi porosi in questi sistemi esercitano un impatto significativo sulle prestazioni, influenzando la termodinamica, la cinetica e il trasporto. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto TOPESMASH svilupperà un quadro computazionale per le RFB metallo-aria volto ad ottimizzare l’architettura degli elettrodi porosi che prevede l’implementazione di un modello computazionale multi-scala per accelerare l’ottimizzazione dell’efficienza elettrochimica e di potenza. Il progetto si concentrerà sulla scalabilità e sulla producibilità delle progettazioni ottimizzate utilizzando modelli computazionali ad alte prestazioni basati sulla fisica e metodologie di progettazione inversa per l’ottimizzazione della topologia degli elettrodi porosi 3D.
Obiettivo
Redox flow batteries (RFBs) are a class of rechargeable electrochemical systems that are particularly promising for grid-level electricity storage. Integrating the advantages of RFBs with metal-air batteries results in hybrid metal-air RFBs, having great potential to unlock ultra-low-cost energy storage if certain efficiency issues are resolved. In these systems, porous electrodes are performance-defining components affecting the thermodynamics, kinetics, and transport phenomena. This project proposes to develop a computational framework of metal-air RFBs to optimize the architecture (topology, morphology, and microstructure) of the porous electrodes. This proposal is the first to implement a multi-scale computational model of metal-air RFBs for accelerating the optimization of the power and electrochemical efficiency of these systems by considering the up-scaling and manufacturability of the optimized designs. This will be achieved by developing high-performance physics-based computational models of metal-air RFB processes in different length scales and employing them in inverse design methodologies for topology optimization of 3D porous electrodes. The up-scaling and prototyping strategies will be based on triply periodic minimal surface (TPMS) metamaterial design principles that can for the first time produce high-resolution multi-scale and anisotropic designs of the porous electrodes. Prototypes will be produced using stereolithography 3D printing followed by carbonization to assess the performance of the inversely designed electrodes across different operating conditions. Verification, validation, and uncertainty quantification (VVUQ) approaches will be used to examine the validity of the multi-scale models. Moreover, the project considers moving towards the exascale computing paradigm by leveraging proper high-performance computing (HPC) techniques, enabling the models to simulate large-scale RFB systems more accurately in high resolution.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- scienze naturali scienze fisiche termodinamica
- scienze naturali matematica matematica pura topologia
- scienze naturali informatica e scienze dell'informazione software software applicativi software di simulazione
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
5612 AE Eindhoven
Paesi Bassi
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.