Като алтернатива на литиево-йонните батерии, иновативните натриево-йонни батерии са определени като безопасна, безвредна и икономически изгодна технология, необходима за реализиране на зеления преход. Известно е обаче, че те имат по-ниска енергийна плътност, както и че при високи напрежения се наблюдава влошаване на работата им, което от своя страна води до намаляване на капацитета им и увеличава риска от самозапалване. Основната ни цел е да разработим методология за изследваме на странични реакции между високо-волтови оксидни електроди и стандартен натриев електролит в натриево-йонни клетки. Разбирането на тези процеси е от решаващо значение за подобряване на стабилността и безопасността на батерията. Иновативността на проекта е въвеждането на симетрични електрохимични клетка, с цел избягване употребата на традиционния метален натриев електрод. За осъществяването на целта ще бъдат синтезирани оксидни електроди, чрез които ще бъде конструирана симетрична електрохимична клетка. Продуктите на взаимодействие ще бъдат идентифицирани експериментално с електронен парамагнитен резонанс, както и теоретично чрез молекулно моделиране. Получените резултати ще дадат ценна информация за продуктите на разпад на електролита, което от своя страна е важно свойство за контролиране на живота на батерията в условията на нейното използване или съхранение. Разпространението на резултатите е насочено както към научните, така и към обществеността, бизнес средите и фирми, които вече са заявили интерес и подкрепа към разработката. Проектът представлява, от една страна, първоначален етап от кариерното развитие на магистър Георги Василев, външен за системата на БАН, а от друга - ще има положителен ефект върху иновационния капацитет на БАН, и в частност на ИОНХ, в областта на зелените технологии и ресурсна ефективност.
Дейности
Дейност
Договорена стойност
Отчетена стойност
Провеждане на независимо научно-изследване в областта на безопасни натриево-йонни батерии, като част от зелените технологии и ресурсна ефективност : Целта е да се разширят практическите умения на специализанта, като придобие опит в електрохимичната техника, работа в сух ръкавичен бокс, целенасочен неорганичен синтез, практика в областта на ЕПР и охарактеризиране на твърдотелни образци.
Дейността включва поредица от взаимообвързани задачи:
• Синтез на оксидни електроди на основата на натриево-никелово-манганови оксиди. Ще се използва методът на съутаяване за получаване на прекурсори на основата на смесени никелово-манганови карбонати. Крайният продукт се образува чрез механохимично смесване на съутаените катбонати с натриев хидроксид и последващо термично разлагане при 700 оС. Този метод е подбран, тъй като позволява получаването на сферични оксидни агрегати, които са най-подходящи при последващо изготвяне на електродите.
• Подготовка на електроди чрез използване на активна маса от получените оксиди. Сглобяване на натриево-йонни полуклетки и подготовката им за самостоятелна работа. Едната полуклетка ще бъде спряна в заредено състояние, а другата – в разредено. Двете полуклетки ще се разглобят и оксидните електроди ще се отделят. Всички процедури се извършват в сух ръкавичен бокс с контролирана кислородна среда и влага.
• Асемблиране на симетрична цяла клетка с двата отделени от полуклетките електроди. Като електролит ще се използва 1 М разтвор на натриев хексафлуорофосфат в пропилен карбонат. Работата се извършва отново в сух ръкавичен бокс.
• Циклиране на симетричната клетка до прагови стойности на потенциалната разлика и капацитета.
• След електрохимичните експерименти, симетричната клетка се разглобява в сух ръкавичен бокс и нейните компоненти (електроди и сепаратор) се подготвят за изследване с ЕПР.
• Молекулно моделиране с методите на квантовата химия на процесите и техните продукти, при което ще се направи оценка на енергетиката и теоретична преценка за кинетиката на протичащите взаимодействия, като по този начин се изяснят механизмите на протеклите реакции.
Всички дейности ще се изпълняват Лаборатория по интерметалиди и интеркалационни материали към ИОНХ-БАН, която ще осигури нужната апаратура и консумативи.
Успоредно с научно-изследователската дейност е предвидено да се извършат активни дейности за разпространение на резултатите. Целта е да се постигне максимална информираност за полученото финансиране от ПВУ, Стълб Иновативна България, Компонент 2, Инвестиция С2I2. Дейности по разпространение на резултатите по проекта са структурирани въз основа на целевите групи, към които е насочена информацията:
А. Научната общност. Резултатите ще бъдат разпространявани динамично по време на целия проект на различни нива: в рамките и извън проекта. В рамките на проекта ще се организират всяка седмица регулярни срещи между ръководителя на проекта и специализанта за докладване и дискутиране на получените резултати. Извън проекта, получените резултати от научноизследователската дейност ще бъдат представени на научна конференция „Климентови дни‘2024 – научна сесия на ФХФ-СУ, както и пред научния колоквиум на ИОНХ-БАН и пред фирмите и сдруженията, заявили интерес към дейностите по проекта. Ще бъде подготвен и проект за публикация в специализирано международно научно списание.
Б. Широката общественост. Тази целева група е най-разнородна и затова ще се използват различни комуникационни канали, а именно публикуване на информация на интернет страницата на ИОНХ-БАН; изготвяне на лого на проекта, социални мрежи.
В. Бизнес средите. Като първа мярка ще се използват каналите за разпространение на информацията на фирмите и сдруженията, заявили своята подкрепа към проекта: „Елемент Пауър Груп“ ООД, София Констръкшън Системс Къмпани ЕООД, Балкански водороден клъстер. Също така ще бъдат организирани отворени срещи за запознаване с резултатите от проекта и засилване на комуникацията с бизнес средите.
5 726.47
10 772.80
Забележки:
System.Threading.Tasks.Task`1[Microsoft.AspNetCore.Html.HtmlString]
Елемент в светло синьо позволява показване на детайли при избирането му
Всички суми са в евро (EUR) /1 EUR = 1,95583 BGN
