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Chemistry and interface tailored lead-free relaxor thin films for energy storage capacitors

Descrizione del progetto

Un materiale a pellicola sottile per lo stoccaggio dell’energia per i sensori IoT

Con la crescita continua del numero dei dispositivi di Internet delle cose (IoT, Internet of Things), lo stoccaggio dell’energia sta assumendo un ruolo sempre più importante. I sensori autonomi richiedono batterie ad alta densità energetica e alta tensione, nonché dalla vita utile prolungata. Sebbene le batterie attuali abbiano una capacità elevata, non sono in grado di scaricarsi e ricaricarsi rapidamente. Per contro, i condensatori possono rilasciare energia più rapidamente, ma hanno una densità energetica minore. Il progetto CITRES, finanziato dall’UE, proverà a utilizzare i pregi di entrambi i mondi. I ricercatori introdurranno difetti in pellicole sottili di un materiale chiamato ferroelettrico relaxor. La trasformazione dei relaxor in pellicola sottile migliora la forza distruttiva. La densità ad alta energia di tale materiale può essere ottenuta massimizzando la polarizzazione e riducendo al minimo le correnti di fuga.

Obiettivo

The goal of CITRES is to provide new energy storage devices with high power and energy density by developing novel multilayer ceramic capacitors (MLCCs) based on relaxor thin films (RTF).

Energy storage units for energy autonomous sensor systems for the Internet of Things (IoT) must possess high power and energy density to allow quick charge/recharge and long-time energy supply. Current energy storage devices cannot meet those demands: Batteries have large capacity but long charging/discharging times due to slow chemical reactions and ion diffusion. Ceramic dielectric capacitors – being based on ionic and electronic polarisation mechanisms – can deliver and take up power quickly, but store much less energy due to low dielectric breakdown strength (DBS), high losses, and leakage currents.

RTF are ideal candidates: (i) Thin film processing allows obtaining low porosity and defects, thus enhancing the DBS; (ii) slim polarisation hysteresis loops, intrinsic to relaxors, allow reducing the losses. High energy density can be achieved in RTF by maximising the polarisation and minimising the leakage currents. Both aspects are controlled by the amount, type and local distribution of chemical substituents in the RTF lattice, whereas the latter depends also on the chemistry of the electrode metal.

In CITRES, we will identify the influence of substituents on electric polarisation from atomic to macroscopic scale by combining multiscale atomistic modelling with advanced structural, chemical and electrical characterizations on several length scales both in the RTF bulk and at interfaces with various electrodes. This will allow for the first time the design of energy storage properties of RTF by chemical substitution and electrode selection.

The ground-breaking nature of CITRES resides in the design and realisation of RTF-based dielectric MLCCs with better energy storage performances than supercapacitors and batteries, thus enabling energy autonomy for IoT sensor systems.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-COG - Consolidator Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2018-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

SILICON AUSTRIA LABS GMBH
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 74 300,34
Indirizzo
SANDGASSE 34
8010 Graz
Austria

Mostra sulla mappa

Regione
Südösterreich Steiermark Graz
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 74 300,34

Beneficiari (2)

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