Descrizione del progetto
Uno stimolo verso le batterie a flusso redox
SONAR svilupperà una struttura per lo screening basato sulla simulazione di materiali elettroattivi per batterie a flusso redox (redox flow batteries, RFB) organico acquoso e non acquoso. Adotterà un paradigma di modellazione multiscala, in cui i metodi di simulazione a diverse scale fisiche saranno ulteriormente migliorati e collegati combinando la modellazione fisica e quella basata sui dati. SONAR svilupperà una struttura di screening per determinare i costi livellati di stoccaggio, partendo dalla generazione automatica di possibili strutture per il materiale elettroattivo, replicando poi con modelli di livello molecolare, a interfaccia elettrochimica, a elettrodi porosi, a cellule, a stack, a sistema e tecno-economici. Per aumentare il volume di produzione dello screening, SONAR sfrutterà tecniche avanzate di integrazione dati, analisi e apprendimento automatico, attingendo alla crescente quantità di dati prodotti durante il progetto. I risultati del progetto dovrebbero ridurre il costo e i tempi di commercializzazione delle batterie a flusso redox, rafforzando così la competitività dell’industria delle batterie dell’UE.
Obiettivo
SONAR will develop a framework for the simulation-based screening of electroactive materials for aqueous and nonaqueous organic redox flow batteries (RFBs). It will adopt a multiscale modelling paradigm, in which simulation methods at different physical scales will be further advanced and linked by combining physics- and data-based modelling. Competing energy storage technologies are only comparable when using the levelized-cost-of-storage (LCOS) as a global metric, accounting for the complex interrelations between factors like CAPEX, lifetime and performance. SONAR will thus develop a screening framework to determine LCOS, starting from the automatic generation of candidate structures for the electroactive material, then iterating through molecular-, electrochemical interface-, porous electrodes-, cell-, stack-, system- and techno-economic-level models. For the iterative traversal of the different scales, exclusion criteria like solubility, standard potentials and kinetics will be defined, and the results for individual candidates will be stored in a database for further processing. To increase the throughput of the screening, SONAR will exploit advanced data integration, analysis and machine-learning techniques, drawing on the growing amount of data produced during the project. The models will be validated e.g. by comparison with measurements of redox potentials for known chemistries, or measurement data of RFB half-cells and lab-sized test cells.
SONAR will work closely with industrial partners (incl. JenaBatteries, Volterion) to ensure the commercial viability of the results. The models will be exploited individually and in a comprehensive screening service offered by Fraunhofer SCAI, facilitating the rapid assessment of the technical and economic potential of a new technology in its earliest development stages. This will reduce the cost and time-to-market, thus strengthening the competitiveness of the EU’s battery industry in the emerging field of organic RFBs.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Invito a presentare proposte
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H2020-LC-BAT-2019
Meccanismo di finanziamento
RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
80686 Munchen
Germania