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Nanoscale Chemical Imaging of MXene Electrochemical Storage by Operando Scanning X-ray Microscopy

Obiettivo

Finding efficient ways to store and deliver electrical energy is urgently needed for the large-scale development of renewable energy sources. The use of pseudocapacitive materials, such as 2D transition metal carbides and nitrides, so-called MXenes, is an extremely promising solution to achieve electrochemical energy storage with high power and energy densities, benefiting from fast redox reactions on transition metal oxides. Nevertheless, local electrochemical processes occurring at the solid-liquid interface of pseudocapacitors are currently largely unexplored. The goal of this project is to image for the first time electrochemical processes occurring during pseudocapacitive electrochemical storage on MXenes at the nanoscale with operando Scanning Transmission X-ray microscopy (STXM). Using synchrotron X-ray light, STXM will allow element-selective chemical mapping with <50 nm spatial resolution and bulk-sensitivity, so that transition metal atoms, surface termination and confined electrolyte in single MXene flakes can be probed independently. The objectives of NANOMXM are to image in operando electrochemical reactions occurring at the MXene-electrolyte interface inside single multi-layered flakes at high cycling rates (up to 10 V/s) and to probe dynamic processes such as charge transfer and ion diffusion with electrical pump-X-ray probe schemes at high repetition rates (>30 kHz). Redox and intercalation pseudocapacitive charging processes will be investigated directly in acidic or alkali cations-containing electrolytes, respectively. By offering unprecedented chemical sensitivity, spatial and temporal resolutions in liquid simultaneously, NANOMXM will provide a radically new method to probe pseudocapacitive electrochemical storage in MXene. Achieving operando imaging of fast electrochemical reactions at the nanoscale would be a major breakthrough that could open new perspectives to investigate further electrochemical processes on metal oxide-based materials.

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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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

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-STG - Starting 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-2020-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

HELMHOLTZ-ZENTRUM BERLIN FUR MATERIALIEN UND ENERGIE 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.

€ 1 500 000,00
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.

€ 1 500 000,00

Beneficiari (1)

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