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Multi-scale model of thermal runaway propagation in next-generation Na-ion batteries

Projektbeschreibung

Die Ausbreitung des thermischen Durchgehens in Natrium-Ionen-Batterien verhindern

Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Batterien sind Natrium-Ionen-Batterien nicht auf Seltenerdmetalle und giftige Schwermetalle angewiesen. Sie sind daher umweltfreundlicher, kostengünstiger und sicherer. Trotz dieser Vorteile besteht bei Natrium-Ionen-Batterien das Risiko einer Ausbreitung des thermischen Durchgehens, dessen Mechanismen bislang weitgehend unerforscht sind. Das über die Marie Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt RuNaWay schließt diese Forschungslücke. Es zielt darauf ab, Sicherheitsstrategien von reaktiv auf proaktiv umzustellen, indem ein robustes, vorausschauendes Sicherheitskonzept für Natrium-Ionen-Batterien der nächsten Generation entwickelt wird. Der Ansatz kombiniert mehrskalige Modellierung mit optischer Diagnostik in situ, wodurch physikalische Echtzeitbeobachtungen mit theoretischen, mechanistischen Simulationen verknüpft werden. Auf diese Weise können Forschende strukturelle Verschlechterungen frühzeitig erkennen und die mikrostrukturellen Ursachen für Materialversagen identifizieren.

Ziel

In the context of global climate challenges and the transition towards renewable energy sources, sodium-ion (Na-ion) batteries are emerging as a promising alternative to lithium-ion (Li-ion) batteries, offering reduced dependency on critical raw materials and enhanced sustainability. However, despite their theoretical safety advantages, the thermal runaway mechanisms and associated safety risks of Na-ion batteries remain largely unexplored.

The first objective of this project is to address this critical knowledge gap by developing a comprehensive, predictive safety framework for Na-ion batteries. The second objective of this study is to transition from reactive to proactive safety strategies by detecting early-stage failure indicators in real time, with a particular focus on the gaseous precursors emitted during thermal abuse. The integration of operando optical diagnostics with multi-scale modelling is a novel approach that has the potential to deliver two key benefits. Firstly, it will facilitate the delivery of early detection capabilities. Secondly, it will enable material-level insights to be gained into failure mechanisms.

To conclude, this project will establish the foundations for the development of energy storage technologies that are safer, more scalable, and less reliant on lithium. These technologies will contribute to Europe's aspirations towards achieving climate neutrality and will also serve to strengthen its strategic autonomy in the field of battery innovation.

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

UNIVERSITAT POLITECNICA DE VALENCIA
Netto-EU-Beitrag
€ 194 074,56
Adresse
CAMINO DE VERA SN EDIFICIO 3A
46022 Valencia
Spanien
Region
Este Comunitat Valenciana Valencia/València
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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