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Perovskite Efficient Advanced Catalysts for Energy - Zinc Air Batteries

Description du projet

Des matériaux catalytiques guidés par l’IA pour des batteries zinc-air à hautes performances

La lenteur des réactions chimiques au sein des systèmes de batteries de remplacement plus sûrs freine l’abandon des batteries au lithium. Si les batteries zinc-air sont peu coûteuses, ininflammables et recyclables, elles subissent d’importantes pertes de puissance, car les molécules d’oxygène ne peuvent pas interagir efficacement avec les électrodes de la batterie. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet PEACE-ZABs vise à appliquer l’apprentissage automatique afin d’accélérer la découverte de structures atomiques complexes appelées oxydes de pérovskite à haute entropie. Cette approche permettra aux chercheurs de prédire instantanément quelles distributions atomiques maximiseront la densité énergétique et réduiront la dégradation à long terme. Plutôt que de s’appuyer sur des essais traditionnels en laboratoire, lents et fondés sur des essais-erreurs, l’approche de PEACE-ZABs accélère le développement de matériaux optimisés par l’IA jusqu’à leur intégration dans la chaîne de production commerciale.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

FUNDACIO INSTITUT DE RECERCA EN ENERGIA DE CATALUNYA
Contribution nette de l'UE
€ 194 074,56
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (1)