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High-thermal conductivity nanomodified polymers as lightweight heat-dissipation solutions in e-mobility and energy systems

Descrizione del progetto

Polimeri nanocompositi ad alta conduttività termica per la dissipazione del calore nella mobilità elettrica

Il passaggio dell’Europa alle batterie elettriche è ostacolato dalla gestione termica. Un aumento di temperatura di soli 2-3 °C, infatti, può ridurre la durata di una batteria fino al 20 %, mentre i pannelli solari perdono efficienza al di sopra dei 25 °C. I conduttori di calore tradizionali (metalli, ceramiche) aggiungono peso e costi, limitando la possibilità di realizzare progetti più sicuri e leggeri. Grazie al sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto THERMA svilupperà polimeri ad alta temperatura (PPS e PEEK) rinforzati con nanoparticelle di nanodiamanti e allumina per dissipatori di calore con conduttività termica di almeno 5 W/m K (20 volte superiore a quella dei materiali standard). Questi materiali compositi leggeri e stampabili in 3D offriranno un isolamento elettrico e una resistenza alla fiamma. La convalida avverrà su moduli batteria per droni e motociclette, nonché su pannelli solari, a sostegno degli obiettivi di sostenibilità dell’UE.

Obiettivo

Europe’s shift toward electric batteries faces a critical challenge: heat management. Even a 2–3 °C rise in an electric vehicle’s battery temperature shortens cycle life by 10–20%, while photovoltaic panels lose ≈0.5% efficiency per °C above 25 °C. Metals and ceramics are conventional thermal conductors, but increase the weight, cost, and add design constraints to heat dissipators, limiting the development of safer and lighter systems.

THERMA will pioneer high-temperature polymers (PPS and PEEK) reinforced with nanodiamond and alumina nanoparticles to deliver composites with ≥5 W/m·K thermal conductivity (≈20 times higher than neat PPS/PEEK), combined with electrical insulation, flame resistance, and 3D printability. These materials will enable heat dissipators up to 80% lighter than metals and printable into complex geometries. The methodology integrates laser nanoparticle synthesis with polymer compounding, filament development and additive manufacturing. The resulting heat dissipators will be validated in drone and motorcycle battery modules and solar panels, supporting the EU Green Deal and the Sustainable Mobility Strategy. Hosted at Universitat Jaume I (UJI, ES), in collaboration with Abervian (ES) and SoliTek (LT), experts in e-mobility and photovoltaics, the project will equip the fellow with multidisciplinary training, enable benchmarking of performance under real conditions, and guide the early stages of exploitation of results to maximize impact. For the fellow with proven experience in polymer composites and FDM printing, it provides career development in nanomaterials, thermal metrology, industrial validation, and entrepreneurship, positioning her for leadership in industrial R&D and deep-tech spin-off.

THERMA will deliver validated formulations, open datasets, and reproducible heat dissipator demonstrators, establishing the first class of printable polymers that combine heat conduction, electrical insulation, and high-temperature stability.

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

UNIVERSITAT JAUME I DE CASTELLON
Contributo netto dell'UE
€ 194 074,56
Indirizzo
AVENIDA VICENT SOS BAYNAT S/N
12006 Castellon De La Plana
Spagna
Regione
Este Comunitat Valenciana Castellón/Castelló
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (2)