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Advancing Sodium-ion Battery Cycle Life: Understanding Degradation in Hard Carbon Anodes

Descripción del proyecto

Alargar la vida útil de las baterías de sodio

Las baterías de iones de sodio son una alternativa viable al almacenamiento de energía en baterías de iones de litio, gracias a sus ventajas en coste y disponibilidad de recursos. Sin embargo, su corto ciclo de vida sigue representando una limitación. Si bien el carbono duro, el material más prometedor para los ánodos, tiene una buena densidad energética, se degrada con demasiada rapidez. Sin embargo, aún no se conocen en detalle los mecanismos que subyacen a esta degradación. El proyecto EISNMR, financiado por las acciones Marie Skłodowska-Curie, combina técnicas punteras como la espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS, por sus siglas en inglés) y la resonancia magnética nuclear (NMR, por sus siglas en inglés) para analizar el comportamiento del ion sodio en la interfaz del electrodo. A través del estudio del transporte de carga y la formación de la interfaz sólido-electrolito en distintas temperaturas y composiciones de electrolitos, el equipo del proyecto se propone identificar la causa principal de la degradación y, gracias a ello, desarrollar baterías de iones de sodio más estables y duraderas.

Objetivo

Na-ion battery (NIB) is the most promising technology among the next generation battery technologies. The main issue facing NIB is in their low cycle life. Limited cycle life of Na batteries results from degradation mechanisms occurring at both the cathode and the anode. While multiple cathode materials have been developed, the best-performing anode material remains hard carbon. Despite hard carbon's acceptable energy density, it suffers from inadequate cycle life. Significant efforts have been made to understand Na storage mechanisms in hard carbon. However, little effort has been devoted to understanding the degradation mechanisms and strategies to mitigate them. I propose research spanning multiple scales to evaluate the mechanisms causing degradation in hard carbon anodes and develop strategies to inhibit them, focusing on SEI and charge transfer mechanisms, and their influence by various operating parameters. This work will involve intensive mechanistic studies of Na-ion charge transfer and interfacial processes by conducting in-situ Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR) measurements, which will identify and quantify the contributions of both Na-ion charge transfer and interface to hard carbon degradation. I will employ hard carbon symmetric cell configuration that allows for detailed analysis without the contribution from other electrodes. I will scale this mechanistic work with various parameters including electrolyte composition and temperature. The results will identify the primary contributors to the low cycle life of hard carbon anodes and bring strategies to extend their cycle life.

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. Véas: El vocabulario científico europeo..

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Palabras clave

Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).

Programa(s)

Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.

Tema(s)

Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.

Régimen de financiación

Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.

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

Ver todos los proyectos financiados en el marco de este régimen de financiación

Convocatoria de propuestas

Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

Ver todos los proyectos financiados en el marco de esta convocatoria

Coordinador

THE CHANCELLOR MASTERS AND SCHOLARS OF THE UNIVERSITY OF CAMBRIDGE
Aportación neta de la UEn

Aportación financiera neta de la UE. Es la suma de dinero que recibe el participante, deducida la aportación de la UE a su tercero vinculado. Considera la distribución de la aportación financiera de la UE entre los beneficiarios directos del proyecto y otros tipos de participantes, como los terceros participantes.

€ 276 187,92
Dirección
TRINITY LANE THE OLD SCHOOLS
CB2 1TN CAMBRIDGE
Reino Unido

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Región
East of England East Anglia Cambridgeshire CC
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total

Los costes totales en que ha incurrido esta organización para participar en el proyecto, incluidos los costes directos e indirectos. Este importe es un subconjunto del presupuesto total del proyecto.

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