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Controlling the morphology of carbide MAX phases/MXenes through the starting carbon source

Descrizione del progetto

Forme di carbonio per batterie ad alte prestazioni

Gli scienziati hanno studiato a lungo le fasi MAX per le loro qualità metalliche e ceramiche distintive, ma spesso trascurano il modo in cui gli ingredienti iniziali danno forma alla forma finale di un materiale. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto MorphoXene esplorerà questo aspetto utilizzando varie forme di carbonio, tra cui fullereni, nanotubi e spugne marine, per plasmare questi materiali in strutture specifiche a zero, uno e tre dimensioni. Il progetto intende determinare se queste forme personalizzate possono migliorare le prestazioni delle batterie agli ioni di litio, fornendo percorsi più brevi per il trasferimento di energia. Oltre a testare le batterie, il progetto evidenzierà anche l’importanza di esaminare la morfologia del materiale insieme alla composizione chimica. L’obiettivo è quello di consentire l’integrazione di questi materiali con un maggiore controllo strutturale in una serie di futuri dispositivi funzionali.

Obiettivo

MAX phases, a family of inorganic layered compounds with a unique combination of metallic and ceramic properties, have found interesting applications in several fields: high temperature coatings, joining, catalysis, sensing, biomedicine, solar energy harvesting, and energy storage... Although MAX phases have been known since the early 1960s, little attention has been paid to the effect that the starting reagents may have on the morphology (and, therefore, properties) of the final material. Thus, for the particular case of the syntheses of carbide-MAX phases, the key question that arises is: could the carbon source serve as a template and somehow transfer its morphological features to the resultant product? MorphoXene project aims at preparing Ti3AlC2 (MAX phase) and Ti3C2Tx (MXene) with unconventional zero-, one-, and three-dimensional (0D, 1D, and 3D, respectively) morphologies by choosing a carbon source (template) distinct from the typically used graphene powder: i) 0D (C60-Ih)[5,6]fullerene (C60), ii) 1D single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and iii) the 3D hierarchically porous graphitic architecture resultant from the pyrolysis of Hippospongia communis, the most common marine sponge in the Mediterranean Sea. Moreover, in virtue of their shorter diffusion paths and/or the hierarchically porous structure in contrast to conventional MXenes, the performance of 0D, 1D, and 3D Ti3C2Tx compounds as anode materials in lithium-ion batteries (LIBs) will be tested and compared with that of the state-of-the-art Ti3C2Tx MXenes. This project will enable the Researcher to acquire professional maturity in the preparation of advanced materials with tailor-made properties. Moreover, it is expected that a better control over the morphology brings MXenes closer to their integration into a plethora of functional devices. Undoubtedly, this project will increase the awareness of the scientific community on the need of exploring not only new compositions, but also morphologies.

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-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

VYSOKA SKOLA CHEMICKO-TECHNOLOGICKA V PRAZE
Contributo netto dell'UE
€ 191 918,16
Indirizzo
TECHNICKA 5
166 28 PRAHA
Cechia
Regione
Česko Praha Hlavní město Praha
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato