Description du projet
Une recherche pourrait conduire à une conception optimisée de batteries au lithium-soufre
Les batteries au lithium-soufre semblent être les successeurs idéaux des batteries lithium-ion classiques, car elles pourraient se révéler moins coûteuses et offrir un meilleur rendement énergétique par rapport à leur poids. Cependant, les densités énergétiques obtenues jusqu’à présent ne correspondent pas aux prévisions théoriques. La difficulté à charger des quantités suffisantes de soufre sur la cathode de carbone poreux limite la capacité à développer pleinement son potentiel électrochimique. Le projet NanoEvolution, financé par l’UE, mettra en lumière certains aspects encore mal compris. Il étudiera les propriétés de transport de masse et de charge des batteries au lithium-soufre et en révélera davantage sur les mécanismes de réaction électrochimique, en particulier la réduction du soufre en plusieurs étapes. La modélisation et les travaux expérimentaux permettront de mieux comprendre la cinétique et la morphologie du dépôt de lithium-soufre dans les électrodes de carbone à des échelles de longueur inédites.
Objectif
Lithium-sulfur (Li-S) batteries are considered a strategic candidate to achieve both significantly higher energy storage and better sustainability than current Lithium-ion batteries. They operate by converting sulfur into lithium sulfide and back on discharge/charge. However, practically achieved energies are far from theoretical values due to difficulties to load sulfur in high areal and volume density in the porous carbon cathode and to fully use it electrochemically. Current experimental techniques are strong in aspects, but fail to combine the required coverage of length scales ranging from sub-nanometers to micrometers in the crucial real-time in situ fashion.
NanoEvolution aims to i) identify nanoscale structure-transport-performance correlations, ii) understand capacity limitations and reaction mechanisms, and iii) derive design criteria for improved Li-S battery performance. To achieve these goals, structure-sensitive in situ scattering and imaging methods during electrochemically operating custom-built in situ Li-S cells will be implemented. Specifically, in situ small and wide angle X-ray scattering (SWAXS) will be established and synergistically combined with nanoscale phase evolution modelling for data analysis. In situ nanoscale X-ray tomography will be realized to achieve continuous structural sensitivity from (sub-)nanometer (SWAXS) to sub-micrometer scales (tomography).
The novel combination of modelling and structure-sensitive in situ experiments allows real-time detection of the Li2S/sulfur morphology and location within the nanoporous carbon electrode during charge and discharge, at length scales so far not accessible to other methods. This allows to determine the final cause for capacity limitation (mass transport vs. charge transport), ii) elucidate the nature of the multiple-step sulfur reduction (oxidation) reaction, and iii) derive design criteria for improved sulfur loading, capacity utilization, and power densities.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
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- sciences naturelles informatique et science de l'information science des données
- sciences naturelles sciences chimiques électrochimie pile électrique
- sciences naturelles sciences chimiques chimie inorganique métal alcalin
- sciences naturelles sciences chimiques électrochimie électrolyse
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
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H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions
PROGRAMME PRINCIPAL
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H2020-EU.1.3.2. - Nurturing excellence by means of cross-border and cross-sector mobility
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Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)
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Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019
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La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.
8092 Zuerich
Suisse
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.