Tilbake til søkeresultatene

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale

Scalable Sustainable Anodes for Li-ion Batteries by Structural Design (SUSTBATT)

Alternativ tittel: Skalerbare bærekraftige anoder for Li-ion-batterier gjennom strukturelt design

Tildelt: kr 5,0 mill.

SUSTBATTs hovedmål er å utvikle anoder for neste generasjons litiumionbatterier fra skalerbare og bærekraftige kilder. Bærekraft er kjernen i SUSTBATT-strategien, og derfor er alle prosesser involvert i dette prosjektet av bærekraftig natur. Råmaterialet for fremstilling av anodematerialer med høy ytelse produseres av kiselalger mikroalger, som syntetiserer hierarkiske nanostrukturerte SiO2-eksoskjeletter ved vekst gjennom biomineraliseringsprosesser. Den SiO2-strukturerte oppbyggingen av kiselalger brukes som malmateriale for fremstilling av strukturer med skreddersydd oksygeninnhold, som utgjør det aktive materialet til de høyytelses kiselalgerbaserte negative elektrodene. Anodeproduksjonen skaleres deretter opp og de strukturelle og mikrostrukturelle endringene av materialet ved elektrokjemisk syklus karakteriseres ved bruk av en multiprobe-multiscale tilnærming.

Li-ion batteries (LIBs) can bridge renewable energy sources to power demand and are therefore crucial in achieving energy sustainability. However, the magnitude of the forthcoming market demand for LIBs along with the need for a climate neutral economy means that a sustainable supply of battery raw materials becomes strategically essential. Apart from lithium, there is one material that is a fundamental part of all LIBs: graphite, which is the primary component of LIBs anodes. Graphite exhibits a storage capacity of 372 mAhg-1, which is insufficient for next-generation LIBs. Even more concerning, it has been listed as a critical raw material. SUSTBATT aims to develop scalable high-performance anodes for LIBs from affordable, non-toxic and naturally abundant sources. These constitute an essential prerequisite for reaching true energy sustainability. Recent reports have demonstrated the feasibility of using naturally abundant nanostructured diatom frustules, the major natural source of SiO2, for fabricating LIBs anodes. A landmark of 840 mAhg-1 stable storage capacity after 100 cycles at 100 mAg-1 was achieved by using SiO2 from diatom feedstocks, and a superior landmark of 1100 mAhg-1 at 700 mAg-1 (though with poorer cycling stability) was reached using diatom-derived Si anodes. These findings provoke the need to explore diatom-derived SiOx (0=x=2) structures. The joint competence of the SUSTBATT Consortium will enable the development of scalable and sustainable SiOx anodes that can out-perform current state-of-the-art negative electrodes, paving the way for the innovative integration of natural feedstock into industrial battery production schemes.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale