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2D Non-van der Waals Bimetallic Transition Metal Chalcogenides for Magnesium-Ion Energy Storage

Descrizione del progetto

Far progredire le batterie agli ioni di magnesio per l’energia sostenibile

Le batterie agli ioni di magnesio (MIB, magnesium-ion battery) sono un’alternativa più ecologica e sicura alle batterie agli ioni di litio; ciononostante, si trovano dinanzi a ostacoli significativi. I materiali catodici sono dotati di una bassa capacità e di scarsa stabilità a causa del lento movimento degli ioni di magnesio; al contempo, l’anodo di magnesio è limitato da problemi come la placcatura non uniforme, che ne riduce l’efficienza e la durata, soprattutto in caso di presenza di elettroliti non corrosivi. Affinché le MIB possano diventare una soluzione valida per l’accumulo di energia, è necessario superare queste sfide; di conseguenza, il progetto BiM-ION, finanziato dall’UE, svilupperà materiali avanzati per migliorare le MIB. Avvalendosi di innovativi calcogenuri bimetallici 2D e di ibridi di grafene, il progetto si propone di migliorare il movimento degli ioni, la stabilità della carica e le prestazioni a lungo termine con l’obiettivo di rendere le MIB affidabili e sostenibili, accelerando la transizione verso tecnologie energetiche ecocompatibili.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-WIDERA-2023-TALENTS-02

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Coordinatore

UNIVERZITA PALACKEHO V OLOMOUCI
Contributo netto dell'UE
€ 150 438,72
Indirizzo
KRIZKOVSKEHO 8
771 47 Olomouc
Cechia
Regione
Česko Střední Morava Olomoucký kraj
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)