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PID2020-116661RB-I00

Financiado

POLIMEROS MECANICAMENTE ENLAZADOS CON NANOTUBOS DE CARBONO PARA ELECTRODOS DE BA...

EN LOS ULTIMOS AÑOS, SE HA INTENSIFICADO LA BUSQUEDA DE NUEVOS MATERIALES PARA EL ALMACENAJE DE ENERGIA CON GRAN DENSIDAD Y CAPACIDAD, COMO ALTERNATIVAS A LAS BATERIAS DE PLOMO-ACIDO, LI-ION Y NI-HIDRURO METALICO. LA OPTIMIZACION... ver más

01/01/2020

FUNDACION IMDEA NA...

198K€

Presupuesto del proyecto: 198K€

Líder del proyecto

FUNDACION IMDEA NANOCIENCIA Otra investigación y desarrollo experimental en ciencias naturales y técnicas asociacion

TRL 4-5 | 130K€

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Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2020-01-01

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Participantes

FUNDACION IMDEA NANOCIENCIA

Lider

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Líder del proyecto

FUNDACION IMDEA NANOCIENCIA

TRL 4-5 | 130K€

Presupuesto del proyecto 198K€

Descripción del proyecto EN LOS ULTIMOS AÑOS, SE HA INTENSIFICADO LA BUSQUEDA DE NUEVOS MATERIALES PARA EL ALMACENAJE DE ENERGIA CON GRAN DENSIDAD Y CAPACIDAD, COMO ALTERNATIVAS A LAS BATERIAS DE PLOMO-ACIDO, LI-ION Y NI-HIDRURO METALICO. LA OPTIMIZACION DEL ELECTROLITO TAMBIEN HA RECIBIDO MUCHA ATENCION, Y CONSECUENTEMENTE, HA AVANZADO SIGNIFICATIVAMENTE, POR EJEMPLO CON LA SUBSTITUCION DE LOS ELECTROLITOS LIQUIDOS CON ELECTROLITOS SOLIDOS POLIMERICOS.SIN EMBARGO, COMPARATIVAMENTE SE HA DEDICADO POCA INVESTIGACION A LA MEJORA DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA PARTE NO ELECTROACTIVA DE LOS ELECTRODOS, COMPUESTA NORMALMENTE POR UN ADITIVO CONDUCTOR Y UN POLIMERO AGLOMERANTE. Y ESTO A PESAR DE QUE SU PAPEL EN ASPECTOS CLAVES EN EL RENDIMIENTO DE LA BATERIA, COMO SU CICLABILIDAD. DE HECHO, LA SEGREGACION DE LOS MATERIALES ESTRUCTURALES QUE COMPONEN EL ELECTRODO EN RESPUESTA AL ESTRES MECANICO QUE RESISTEN DURANTE LOS CICLOS DE CARGA-DESCARGA ES UNO DE LOS MAYORES PROBLEMAS, YA QUE AFECTA TANTO A LA CAPACIDAD DE LA BATERIA COMO A SU DURABILIDAD.EL ESTADO DEL ARTE CIENTIFICO NO HA SIDO CAPAZ DE RESOLVER ESTOS PROBLEMAS TODAVIA. LA APROXIMACION ACTUAL PARA LA CONSTRUCCION DE LOS ELECRODOS DE BATERIAS CONSISTE SIMPLEMENTE EN MEZCLAR DIRECTAMENTE, SIN NINGUNA CONEXION QUIMICA, EL MATERIAL ELECTROACTIVO, UN ADITIVO CONDUCTOR Y EL POLIMERO AGLOMERANTE EN UN DISOLVENTE ORGANICO, FORMANDO UN GEL CON EL QUE SE CUBRE EL COLECTOR DE CORRIENTE METALICO, Y DEJARLO SECAR. ESTA APROXIMACION TAN SIMPLE SUELE LLEVAR A CUELLOS DE BOTELLA ELECTRONICOS E IONICOS Y CONTACTOS SUBOPTIMOS ENTRE EL AGLOMERANTE Y EL MATERIAL CONDUCTOR, QUE SON PERJUDICIALES PARA EL RENDIMIENTO. ADEMAS, CON ESTA APROXIMACION LAS PROPIEDADES MECANICAS FINALES DEL ELECTRODO DEPENDEN DIRECTAMENTE DE LAS INTERACCIONES SUPRAMOLECULARES ENTRE SUS COMPONENTES, QUE SON INHERENTEMENTE LABILES. LOS NANOTUBOS DE CARBONO (CNTS) SON UNO DE LOS MATERIALES MAS ATRACTIVOS COMO ADITIVO CONDUCTOR PARA LOS ELECTRODOS DE BATERIAS. POR EJEMPLO, TOUR Y COLS HAN DESCRITO ELECTRODOS BASADOS EN CNT-GRAFENO EN BATERIAS DE LI-ION CON CAPACIDAD DE ALMACENAJE MY PROXIMA AL MAXIMO TEORICO, Y WANG Y COLS. HAN ESTUDIADO ESPONJAS DE CNT PRE-LITIADOS COMO COLECTORES DE CORRIENTE. EN LOS DOS CASOS, EL FACTOR COMUN ES LA CONSTRUCCION DE UNA RED 3D DE CNTS PARA PODER BENEFICIARSE DE LA GRAN SUPERFICIE ESPECIFICA DE LOS CNTS, Y ASI AUMENTAR EL NUMERO DE SITIOS DE NUCLEACION PARA LI. ESTE MISMO RAZONAMIENTO ES TODAVIA MAS IMPORTANTE EN EL CASO DE SWNTS, EN LOS QUE TODOS LOS ATOMOS DE CARBONO SON ATOMOS DE SUPERFICIE. SIN EMBARGO, INCLUSO DESPUES DE DECADAS DE INVESTIGACION, LOS SWNTS ESTAN MUY LEJOS DE ALCANZAR TODO SU POTENCIAL EN LA FORMACION DE MATERIALES COMPUESTOS.EN PICANTE PROPONEMOS UTILIZER EL ENLACE MECANICO, FUERTE Y ESTABLE, PERO NO-COVALENTE, PARA CONECTAR SWNTS Y EL POLIMERO AGREGANTE DENTRO DE LA MATRIZ DEL ELECTRODO. CON ESTA APROXIMACION QUIMICA NOVEDOSA, ESPERAMOS ALCANZAR UNA COMBINACION DE FORTALEZA MECANICA, RESISTENCIA A LA FATIGA Y CONDUCTIVIDAD ELECTRICA MAYOR SIN PRECEDENTES. UIMICA\BATERIAS\MOLECULAS CON ENLACE MECANICO\MATERIALES\NANOCIENCIA

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