Projektbeschreibung
Entwicklung eines nachhaltigen, umweltfreundlichen und flexiblen hybriden Natrium-Ionen-Kondensators
Die Verwendung von Natriumionen zur Bildung der grundlegenden Schichten hybrider Kondensatoren gehört zu den Hauptursachen der reduzierten coulombschen Effizienz von Batterien. Die Bildung dieser Schicht führt zu vorzeitigen Leistungsausfällen und einer schlechten Retentionskapazität. Um dieses Problem anzugehen, plant das EU-finanzierte Projekt HybridFlex die Entwicklung eines nachhaltigen, umweltfreundlichen und flexiblen hybriden Natrium-Ionen-Kondensators. Zu diesem Zweck wird es eine flexible Festkörper-Kohlenstoff-Anode nach dem Vorbild von Batterien und eine flexible poröse Kohlenstoff-Kathode nach dem Vorbild von Superkondensatoren, die aus erneuerbarem Lignin elektrogesponnen wurden, in ein einziges Gerät zur Energiespeicherung integrieren. Das Gerät wird eine höhere Energiedichte aufweisen als flexible Superkondensatoren, aber gleichzeitig eine hohe Zyklierbarkeit und Leistungsdichte aufrechterhalten. Die Arbeit des Projekts wird die rasante Entwicklung von tragbarer Elektronik und von Natrium-Ionen-Technologien für die Energiespeicherung fördern.
Ziel
This project aims to develop a sustainable, environmentally friendly, flexible, Hybrid Sodium Ion Capacitor to support the rapid development of flexible/wearable electronics and sodium ion energy storage technology. This will be achieved by integrating a flexible hard carbon battery-style anode (higher energy density) and a flexible porous carbon supercapacitor style cathode (higher power density), electrospun from renewable lignin, into one energy storage device. As a result, this device will deliver higher energy density than flexible supercapacitors, while maintaining high cyclability and power density.These electrodes will be produced under the guidence of Prof. Titirici, a world-renowned expert in sustainable carbon materials/energy storage.
The choice of sodium in this project over lithium is for the following reasons: (i) Na is more abundant and more evenly globally distributed on land (salt, sodium carbonate, and sodium hydroxide) and in salt water, (ii) Al current collectors can be used, instead of Cu in Li, representing a considerable cost saving, and (iii) metal plating of the carbon electrodes occurs less in Na, suggesting that cyclability will be greater with Na than Li.
Finally, the fundamentals (solid interface layer, cathodic interlayer) in using Na ions for hybrid capacitors will be examined extensively using laboratory based techniques (XPS and SEM) and synchrotron methods (NEXAFS/XANES). Understanding the formation of this layer is vital to producing flexible hybrid ion capacitors, as it's formation is one of the leading causes of reduced Coulombic efficiency in batteries resulting in premature failure and poor capacity retention.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenanorganische ChemieAlkalimetalle
- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenanorganische Chemieanorganische Verbindungen
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(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2019
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