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

Description du projet

Limiter la propagation de l’emballement thermique dans les batteries sodium–ion

Contrairement aux batteries lithium–ion, les batteries sodium–ion ne contiennent ni terres rares ni métaux lourds toxiques, ce qui les rend plus écologiques, moins coûteuses et plus sûres. Malgré ces avantages, les batteries sodium–ion sont exposées à des risques de propagation de l’emballement thermique, dont les mécanismes sont encore largement méconnus. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet RuNaWay comble cette lacune en cherchant à faire évoluer les stratégies de sécurité d’une approche réactive vers une approche proactive, en mettant en place un cadre de sécurité robuste et prédictif pour les batteries sodium–ion de nouvelle génération. Cette approche combine la modélisation multi-échelle avec des diagnostics optiques in situ, qui relient les observations physiques en temps réel à des simulations théoriques et mécanistiques. Elle permet aux chercheurs de détecter précocement la dégradation structurelle et d’identifier les causes microstructurales profondes de la défaillance des matériaux.

Objectif

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.

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

UNIVERSITAT POLITECNICA DE VALENCIA
Contribution nette de l'UE
€ 194 074,56
Adresse
CAMINO DE VERA SN EDIFICIO 3A
46022 Valencia
Espagne
Région
Este Comunitat Valenciana Valencia/València
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (1)