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Perovskite Efficient Advanced Catalysts for Energy - Zinc Air Batteries

Projektbeschreibung

KI-gesteuerte Katalysatorwerkstoffe für leistungsstarke Zink-Luft-Batterien

Die langsame Geschwindigkeit der chemischen Reaktionen in sichereren alternativen Batteriesystemen erschwert den Umstieg von lithiumbasierten Batterien. Zink-Luft-Batterien sind zwar kostengünstig, nicht brennbar und recycelbar, verlieren allerdings erheblich an Leistung, da Sauerstoffmoleküle nicht effizient mit den Batterieelektroden interagieren können. Das durch die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen geförderte Projekt PEACE-ZABs zielt darauf ab, maschinelles Lernen einzusetzen, um die Entdeckung komplexer atomarer Strukturen – sogenannter Perowskit-Oxide mit hoher Entropie – zu beschleunigen. Dieser Ansatz wird es Forschenden ermöglichen, sofort vorherzusagen, welche Atomverteilungen die Energiedichte maximieren und den langfristigen Leistungsabfall verringern. Anstatt sich auf herkömmliche, langwierige Laborversuche nach dem Prinzip von Versuch und Irrtum zu verlassen, beschleunigt der Ansatz von PEACE-ZABs die Entwicklung KI-optimierter Materialien und bringt sie in die kommerzielle Produktion.

Ziel

Zinc–air batteries (ZABs) are emerging as a promising alternative to Li-based systems due to their high gravimetric energy density and the abundance, low cost, and recyclability of zinc, a non-critical raw material. In addition, ZABs employ safe, non-toxic, and non-flammable aqueous electrolytes, enhancing further their competitiveness. However, their practical deployment remains hindered by intrinsic physicochemical limitations, the most critical one arises from the sluggish oxygen electrocatalysis, leading to high overpotentials in both oxygen reactions (OER/ORR). High-entropy perovskite oxides (HEPOs) are promising electrocatalysts for ZABs due to their tunable high-entropy structure, which can enhance OER/ORR activity and improve electrochemical stability compared to conventional oxides. Their complex atomic distribution is expected to enhance the stability in acidic electrolytes, allowing higher cell potentials (up to 2.55 V) and increasing the energy density while reducing long-term degradation. The PEACE-ZAB project aims to accelerate the discovery of lanthanum-based HEPOs for ZABs using machine learning (ML) on high-throughput experimental data. The project will (i) explore HEPO compositional spaces with reduced critical raw material content, (ii) elucidate the relationships between composition, structure, and electrochemical performance (OER/ORR activity and stability in acidic/alkaline electrolytes) through ML-assisted analysis, and (iii) transfer the most promising candidates to industrial production with startup Nano4Energy. The project will deepen the candidate’s expertise in electrochemical devices and machine learning - both key enabling technologies for Horizon Europe program - while leveraging his background in high-throughput experimentation for energy materials. The project will also re-enforcing the candidate’s transferrable skills and technology transfer competence as part of the EIC Innoenergy community and the clean energy R&D&I sector.

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-2025-PF

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Koordinator

FUNDACIO INSTITUT DE RECERCA EN ENERGIA DE CATALUNYA
Netto-EU-Beitrag
€ 194 074,56
Adresse
C/ JARDINS DE LES DONES DE NEGRE 1
08930 Sant Adria De Besos
Spanien
Region
Este Cataluña Barcelona
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

Partner (1)