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Computer aided desing for next generation flow batteries

Description du projet

À la recherche de la prochaine génération de batteries à flux

CompBat entend permettre aux batteries à flux de franchir un nouveau palier, en identifiant de nouvelles molécules potentielles pour leur composition chimique. Des outils seront développés en ce sens, en utilisant un apprentissage automatique associé à une méthode de criblage à haut débit pour permettre des tests automatisés à grande échelle. Les molécules ciblées sont des composés organiques bio-inspirés, ainsi que des dérivés d’un produit chimique spécialisé qu’il est possible de fabriquer en grandes quantités. Des calculs sophistiqués seront déployés pour obtenir des données sur les molécules et leurs propriétés. À partir des résultats obtenus, le projet CompBat, financé par l’UE, modélisera des systèmes de batteries à flux afin de disposer de prévisions concernant leurs performances; une approche par estimation des coûts sera en outre adoptée. Par ailleurs, l’équipe envisagera la possibilité d’utiliser des boosters solides pour améliorer la capacité des batteries.

Objectif

CompBat will focus on developing tools for discovery of new prospective candidates for next generation flow batteries, based on machine learning assisted high-throughput screening. Density functional theory calculations will be used to obtain data on solubilities and redox potentials of different molecules, and machine learning methods are used to develop high-throughput screening tools based on the obtained data. The results of the high-throughput screening are validated with experimental results. Target molecules will be bio-inspired organic compounds, as well as derivatives of the redox active specialty chemical already manufactured in bulk quantities.
Stability and reversibility of the molecules will also be investigated by DFT calculation, experimental investigations and machine learning methods, for a selected group of interesting molecules.
Numerical modelling of flow battery systems will be performed with finite element method, and with more general zero-dimensional models based on mass-transfer coefficients. The models will be verified experimentally, and the modelling will generate a data-set to allow prediction of the flow battery cell performance based on properties of the prospective candidates obtained from high-throughput screening. This data is used then to predict the flow battery system performance from the stack level modelling. Freely available cost estimation tools are then adapted to estimate the system performance also in terms of cost. This approach will allow prediction of the battery performance from molecular structure to cost.
Furthermore, the concept of using solid boosters to enhance the battery capacity will be investigated by developing models to simulate the performance of such a systems, and validating the models experimentally with the candidates already reported in the literature.

Appel à propositions

H2020-LC-BAT-2019-2020

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Sous appel

H2020-LC-BAT-2019

Coordinateur

AALTO KORKEAKOULUSAATIO SR
Contribution nette de l'UE
€ 315 053,75
Adresse
OTAKAARI 1
02150 Espoo
Finlande

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Région
Manner-Suomi Helsinki-Uusimaa Helsinki-Uusimaa
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 315 053,75

Participants (6)