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Lithium-based solid-state Electrolytes with eXtended Interfacial Integrity via 4D printing

Descrizione del progetto

Colmare il divario: innovazione avanzata nel campo delle batterie allo stato solido

Al fine di raggiungere gli obiettivi climatici della Commissione europea per il 2030, sono essenziali soluzioni di accumulo energetico sicure e ad alta densità energetica, come le batterie allo stato solido; ciononostante, queste batterie presentano attualmente alcune difficoltà, tra cui la fragilità dei componenti e la perdita di contatto interno nel corso del tempo. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto LEXI4D mira a superare questi ostacoli sviluppando elettroliti «stampati in 4D», in grado di autoripararsi e adattare la propria forma sotto l’effetto di un calore moderato. Grazie all’utilizzo di tecniche avanzate di stampa 3D con materiali multipli, il progetto creerà strutture complesse in grado di mantenere un contatto stabile tra elettrodi ed elettrolita e di migliorare il trasporto ionico e il flusso di energia. Secondo quanto previsto, la collaborazione di LEXI4D tra istituzioni accademiche e industria europee rafforzerà la catena del valore delle batterie e garantirà un accumulo di energia più duraturo e sicuro, così da promuovere un futuro sostenibile.

Obiettivo

The European Commission’s Green Deal targets climate neutrality and at least a 55% cut in net greenhouse gas emissions by 2030, accelerating the shift to an electricity-based society. Achieving this requires safe, high-energy storage; solid-state lithium metal batteries (SSLMBs) are crucial. Their promise comes from pairing solid electrolytes with lithium metal, which enables high energy density and safety benefits. Yet practical deployment remains limited by three bottlenecks: low ionic conductivity, progressive loss of solid–solid interfacial contact, and poor machinability of brittle solid electrolytes. LEXI4D tackles these barriers by developing composite electrolytes with self-healing and shape-memory (SHSM) functionality and by using high-resolution multi-material vat photopolymerization (MM-VPP) to print heterogeneous bilayers and architectured structures that enhance ion transport, preserve interfacial contact, and avoid post-machining. By embedding SHSM behavior, LEXI4D moves from 3D to 4D printing: printed electrolytes can recover and adapt their shape after damage or strain under mild thermal stimuli, maintaining intimate electrode–electrolyte contact and extending battery lifetime. The project will be hosted at the University of Pisa under Prof. Tamburrino with co-supervisor Prof. Bertei, uniting advanced manufacturing and electrochemistry. Secondments at Politecnico di Torino (Prof. Bodoardo) and Lithoz GmbH (Dr. Schwentenwein) will strengthen polymer design for SHSM functionality and MM-VPP know-how. Industrial input from Dr. Jari Liimatainen (Pulsedeon Oy) ensures relevance to next-generation lithium battery manufacturing. Together, this team will reinforce Europe’s leadership across the battery value chain. Beyond scientific impact, the training, network, and results will strengthen my academic trajectory toward a tenure-track position.

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

UNIVERSITA DI PISA
Contributo netto dell'UE
€ 209 483,28
Indirizzo
LUNGARNO PACINOTTI 43/44
56126 Pisa
Italia
Regione
Centro (IT) Toscana Pisa
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (2)