Projektbeschreibung
Nachhaltige Energie dank Fortschritten bei Magnesium-Ionen-Batterien
Magnesium-Ionen-Batterien stellen eine umweltfreundlichere und sicherere Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien dar, aber es sind in diesem Bereich noch erhebliche Hindernisse zu überwinden. Bei den Kathodenmaterialien bestehen aufgrund der langsamen Magnesiumionenbewegung Probleme mit der geringen Kapazität und der schlechten Stabilität. Gleichzeitig leidet die Magnesiumanode unter Schwierigkeiten wie ungleichmäßiger Beschichtung, was insbesondere bei nicht korrosiven Elektrolyten Effizienz und Lebensdauer verringert. Diese Herausforderungen müssen gemeistert werden, um Magnesium-Ionen-Batterien zu einer praktikablen Energiespeicherlösung werden zu lassen. Vor diesem Hintergrund wird das Team des EU-finanzierten Projekts BiM-ION fortgeschrittene Materialien für optimierte Magnesium-Ionen-Batterien entwickeln. Unter Einsatz innovativer 2D-Bimetall-Chalcogenide und Graphen-Hybride wird das Projektteam die Ionenbewegung, die Ladungsstabilität und die Langzeitleistung verbessern. Das Ziel von BiM-ION lautet, die Magnesium-Ionen-Batterien zu zuverlässigen und nachhaltigen Lösungen zu entwickeln und somit den Übergang zu umweltfreundlichen Energietechnologien zu beschleunigen.
Ziel
Magnesium-ion batteries (MIBs) present compelling performance and sustainability attributes, while sharing common manufacturing techniques with lithium-ion batteries, thus enabling rapid commercialization. However, challenges remain to be addressed, such as low capacity and poor cycling stability of the cathode materials stemming from sluggish Mg2+ diffusion kinetics, dendrite growth and irreversible Mg plating/stripping of the Mg metal anode, especially when operating in non-corrosive electrolytes. In response to these challenges, BiM-ION project leverages the expanding toolbox of 2D non-van der Waals (nvdW) bimetallic transition metal chalcogenides (BTMCs) and hybrids thereof with functionalized conductive graphene derivatives as potential cathode materials for MIBs. The 2D engineered nvdW BTMCs will be utilized to boost the Mg-ion diffusion and by leveraging metal-metal cooperativity in these structures BiM-ION aims to ascribe stable redox cycles and boost the stored energy. Importantly, tailored graphene derivatives with dense out-of-plane functionalities can facilitate the formation of covalent hybrids with 2D nvdW BTMCs, ascribing improved charge transport and stability of the resulting heterostructured electrodes, ultimately enabling long-term cyclability of MIBs. The Mg metal anode will be engineered by applying heteroatom doped graphene structures adorned with single metal atoms at the surface to improve the Mg-nucleation, and magnesiophilicity, to impede the irreversible Mg plating/stripping in non-corrosive electrolytes. The BiM-ION project aims to revolutionizing energy storage based on safer, abundant, environmentally friendly, and cost-effective solutions, thereby reducing our reliance on lithium-based technologies and accelerate the transition to sustainable energy sources.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-WIDERA-2023-TALENTS-02
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