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Novel coordination polymer-based cathodes for high energy rechargeable divalent batteries

Projektbeschreibung

Sozioökonomische Probleme mit fortschrittlicher Energiespeicherung lösen

Die Auswirkungen des Klimawandels und die Energiekrise sind gewaltige sozioökonomische Herausforderungen. Daher ist es unerlässlich, moderne Energiespeichertechnologien zu entwickeln, um die saubere und bezahlbare Energieversorgung zu sichern. Die derzeitige Lithium-Ionen-Technologie hat sich zwar bewährt, doch die Leistung und Umweltauswirkungen stoßen an ihre Grenzen. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen werden im Projekt CiPBAT neue Kathodenmaterialien für die reversible Energiespeicherung mit Magnesium- und Calcium-Ionen erforscht, um Batterietechnologien möglicherweise gänzlich umzudenken. Das Team stellt einen innovativen Ansatz mit Kathodenmaterialien aus linearen 1D-Koordinationspolymeren. Die Forschenden synthetisieren konjugierte Sulfonamid-Verbundstoffe, um den Hochspannungsbetrieb und Zyklusstabilität zu erreichen. Ein Erfolg könnte eine Revolution der Batterietechnologie bedeuten, aus der nachhaltige, bezahlbare und umweltschonende Energielösungen hervorgehen.

Ziel

The aftermath of climate change & energy crisis are acknowledged as one of the most demanding socioeconomic challenges of modern times. Frontier energy storage technologies are crucial to develop to ensure clean & affordable supply of energy. Current Li-ion technology (LIB) is approaching its limit, whether concerning performance metrics or environmental impact. In turn, rechargeable Mg or Ca-based batteries show great theoretical promises in all these aspects. However, unavailability of suitable high voltage cathode materials with practical power & energy metrics limits their application. In this proposal, we will explore a novel type of 1D linear coordination polymer (CP)-based cathode material for high-energy reversible Mg- & Ca-ion storage (CiPBAT). Our innovative approach is to synthesize anionic CPs in discharged state (containing Mg- or Ca- cation) like a typical LIB inorganic cathode. We will synthesize conjugated sulfonamide-based cathode materials, followed by a consolidated understanding of the electrode reactivity through structure-performance correlation by physicochemical, electrochemical & operando techniques. Final objective here is to construct prototype CiPBAT pouch cells that can operate at high voltage (~2-3 V for Mg & ~3-4 V for Ca) with good cycling stability of atleast 250 cycles. By combining my strong expertise in core electrochemistry with excellent background of host supervisor on organic battery materials and secondment lab on divalent battery chemistry, the project will be effectively implemented. The successful completion of this project will also lead to constructing the first Mg & Ca-metal, but also, anode free prototype cells. This will boost the sustainable all-organic divalent battery research to a new level and replace the need of scarce, expensive & controversial supply of raw materials in current systems. Finally, this fellowship will provide me with great opportunities to achieve professional excellence & research independency.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Koordinator

UNIVERSITE CATHOLIQUE DE LOUVAIN
Netto-EU-Beitrag
€ 175 920,00
Adresse
PLACE DE L UNIVERSITE 1
1348 LOUVAIN LA NEUVE
Belgien
Region
Région de Bruxelles-Capitale/Brussels Hoofdstedelijk Gewest Région de Bruxelles-Capitale/ Brussels Hoofdstedelijk Gewest Arr. de Bruxelles-Capitale/Arr. Brussel-Hoofdstad
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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