PFI-RP: Developing Cost Effective, Safe, and Sustainable Batteries for Grid Energy Storage

PFI-RP:开发具有成本效益、安全且可持续的电网储能电池

基本信息

  • 批准号:
    2044465
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 54.68万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-01-01 至 2024-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation – Research Partnerships (PFI-RP) project is to develop a cost effective, safe, and sustainable technology for large scale grid energy storage in the U.S. If successful, the project will dramatically improve the grid’s resilience toward electricity demand/supply fluctuations as well as against natural disasters such as fires and hurricanes that can cripple today’s infrastructure. The project will accelerate the technological understanding of next generation battery energy storage devices, through university-industry joint research and development. Commercialization of affordable and safe energy storage will place power directly into people’s lives, with storage in every home, community, city and locations far from the grid, reducing transmission losses and lowering costs for ratepayers. Positive economic impact will be created from increased small-business partnerships. Due to skilled labor requirements in product manufacturing, commercialization will generate new energy-related job opportunities. Workers trained in this field will gain lasting skills relevant to the rapidly growing energy industry. In line with the U.S. goal to expand energy infrastructure over the next few decades, continued expansion and deployment of distributed energy storage systems would ensure sustained economic opportunities and employment for communities facing employment uncertainties in traditional industries.The project seeks to develop and commercialize a sodium-based all solid-state battery. While today’s stationary electrical storage is dominated by lithium ion batteries, they can be unsafe, costly and unsustainable for continued ubiquitous adoption. In this project, sodium all solid-state batteries may be an alternative, matching today’s batteries in volumetric energy and power density, with improved safety. Sodium-based batters may be able to operate over wide temperature ranges, owing to their use of inorganic non-flammable solid electrolytes alleviating fire hazards risks. Moreover, sodium all solid-state batteries offer much lower costs from the use of highly abundant sodium, eliminating expensive elements. This project will explore fundamental strategies to build a 1 Ah prototype battery with high volumetric energy densities of 600 Wh/L and achieve 80% capacity retention over 1000 cycles. Fabrication costs will be modelled with a target of $80/kWh. These goals are achieved through four major tasks: 1) Design new materials and structures that meet key performance metrics; 2) Develop scalable manufacturing of materials needed to support future large volume fabrication; 3) Modelling production workflow to optimize economic viability of designs; and 4) Evaluation and testing of prototypes that meet target metrics set in the project.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该创新合作伙伴关系 - 研究合作伙伴关系 (PFI-RP) 项目的更广泛影响/商业潜力是为美国大规模电网储能开发一种具有成本效益、安全且可持续的技术。如果成功,该项目将极大地改善该项目将通过大学与行业的联合研究和研究,提高电网对电力需求/供应波动以及火灾和飓风等可能削弱当今基础设施的自然灾害的抵御能力。经济实惠且安全的储能技术的商业化将把电力直接带入人们的生活,每个家庭、社区、城市和远离电网的地方都可以储存电力,从而减少输电损耗并降低纳税人的成本。由于产品制造对熟练劳动力的需求,在该领域接受过培训的工人将获得与快速增长的能源行业相关的持久技能,这符合美国扩大能源的目标。未来几十年的基础设施建设,继续分布式储能系统的扩展和部署将确保传统行业面临就业不确定性的社区获得持续的经济机会和就业。该项目旨在开发钠基全固态电池并将其商业化,而当今的固定式电力存储以锂为主。离子电池可能不安全、成本高昂且不可持续,因此在该项目中,钠全固态电池可能是一种替代方案,在体积能量和功率密度方面与当今的钠基电池相匹配,并且安全性更高。由于使用无机不可燃固体电解质,减轻了火灾风险,电池可以在较宽的温度范围内运行。此外,钠全固态电池由于使用丰富的钠而降低了成本,从而消除了昂贵的元素。该项目将探索构建具有 600 Wh/L 高体积能量密度的 1 Ah 原型电池的基本策略,并在 1000 次循环后实现 80% 的容量保持率。目标为 80 美元/千瓦时,这些目标通过四项主要任务来实现:1) 设计满足关键性能指标的新材料和结构;2) 开发支持未来大批量制造所需的可扩展材料制造;3) 建模生产流程;优化设计的经济可行性;4) 评估和测试符合项目中设定的目标指标的原型。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
High‐Performing All‐Solid‐State Sodium‐Ion Batteries Enabled by the Presodiation of Hard Carbon
通过硬碳预沉淀实现高性能全固态钠离子电池
  • DOI:
    10.1002/aenm.202300776
  • 发表时间:
    2023-05-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    27.8
  • 作者:
    Jin An Sam Oh;Grayson Deysher;P. Ridley;Yu;Diyi Cheng;Ashley Cronk;Sooho Ham;Darren H. S. Tan;Jihyun Jang;Long Hoang Bao Nguyen;Y. Meng
  • 通讯作者:
    Y. Meng
Transport and mechanical aspects of all-solid-state lithium batteries
全固态锂电池的运输和机械方面
  • DOI:
    10.1016/j.mtphys.2022.100679
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.5
  • 作者:
    Deysher, Grayson;Ridley, Phillip;Ham, So;Doux, Jean;Chen, Yu;Wu, Erik A.;Tan, Darren H.S.;Cronk, Ashley;Jang, Jihyun;Meng, Ying Shirley
  • 通讯作者:
    Meng, Ying Shirley
Evaluating Electrolyte–Anode Interface Stability in Sodium All-Solid-State Batteries
评估钠全固态电池中电解质与阳极界面的稳定性
  • DOI:
    10.1021/acsami.2c12759
  • 发表时间:
    2022-10-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Deysher, Grayson;Chen, Yu-Ting;Sayahpour, Baharak;Lin, Sharon Wan-Hsuan;Ham, So-Yeon;Ridley, Phillip;Cronk, Ashley;Wu, Erik A.;Tan, Darren H. S.;Doux, Jean-Marie;Oh, Jin An Sam;Jang, Jihyun;Nguyen, Long Hoang Bao;Meng, Ying Shirley
  • 通讯作者:
    Meng, Ying Shirley
Perspective: Design of cathode materials for sustainable sodium-ion batteries
观点:可持续钠离子电池正极材料的设计
  • DOI:
    10.1557/s43581-022-00029-9
  • 发表时间:
    2022-05-24
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Baharak Sayahpour;H. Hirsh;Saurabh Parab;L. Nguyen;Minghao Zhang;Y. Meng
  • 通讯作者:
    Y. Meng
Scaling up high-energy-density sulfidic solid-state batteries: A lab-to-pilot perspective
扩大高能量密度硫化固态电池的规模:实验室到试点的视角
  • DOI:
    10.1016/j.joule.2022.07.002
  • 发表时间:
    2022-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    39.8
  • 作者:
    Darren H. S. Tan;Y. Meng;Jihyun Jang
  • 通讯作者:
    Jihyun Jang
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Ying Meng其他文献

Coronary Evaluation Before Heart Valvular Surgery by Using Coronary Computed Tomographic Angiography Versus Invasive Coronary Angiography
心脏瓣膜手术前使用冠状动脉计算机断层扫描血管造影与侵入性冠状动脉血管造影进行冠状动脉评估
Volumetric growth rate of incidentally found meningiomas on immunotherapy.
免疫治疗中偶然发现的脑膜瘤的体积生长率。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Assaf Berger;Reed Mullen;K. Bernstein;Elad Mashiach;Ying Meng;J. Silverman;E. Sulman;J. Golfinos;Douglas Kondziolka
  • 通讯作者:
    Douglas Kondziolka
Serotonin system genes contribute to the susceptibility to obesity in Black adolescents
血清素系统基因导致黑人青少年肥胖易感性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Ying Meng;S. Groth;C. Hodgkinson;T. Mariani
  • 通讯作者:
    T. Mariani
Epigenetic Inactivation of the SFRP1 Gene in Esophageal Squamous Cell Carcinoma
食管鳞状细胞癌中 SFRP1 基因的表观遗传失活
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Ying Meng;Qing;Junxiong Wang;Shengtao Zhu;Y. Jiao;Peng Li;Shu
  • 通讯作者:
    Shu
Effects of pulsatile and nonpulsatile perfusion on cerebral regional oxygen saturation and endothelin-1 in tetralogy of fallot infants.
脉动和非脉动灌注对法洛四联症婴儿脑局部氧饱和度和内皮素-1 的影响。
  • DOI:
    10.1111/j.1525-1594.2010.01172.x
  • 发表时间:
    2011-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Ju Zhao;Jiu;Jinping Liu;Shoujun Li;Jun Yan;Ying Meng;Xu Wang;C. Long
  • 通讯作者:
    C. Long

Ying Meng的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Ying Meng', 18)}}的其他基金

Conference: Workshop on Future Scientific Instruments for Alloys, Amorphous, and Composite Materials Research
会议:合金、非晶和复合材料研究的未来科学仪器研讨会
  • 批准号:
    2238231
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Acquisition of a Xeuss 3.0 with Genix 3D Small-Angle X-ray Scattering Instrument
MRI:使用 Genix 3D 小角度 X 射线散射仪采集 Xeuss 3.0
  • 批准号:
    2117657
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Interfacial Science and Defect Engineering of Functional Oxides for Na-ion Storage and Transport
用于钠离子存储和运输的功能氧化物的界面科学和缺陷工程
  • 批准号:
    1608968
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
2014 Professional Development Workshop in Ceramics, September 4-5, 2014
2014年陶瓷专业发展研讨会,2014年9月4-5日
  • 批准号:
    1440400
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Dynamic Phenomena in Complex Oxides During Electrochemical Processes
职业:电化学过程中复杂氧化物的动态现象
  • 批准号:
    1057170
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

LncRNA RP11-346C20.3通过USP12/ZFP36/MET轴抑制子宫内膜癌发生发展的作用及机制研究
  • 批准号:
    82303134
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
应用USH2A基因敲除食蟹猴研究光感受器基质在RP/USH II疾病发生发展中的作用及机制
  • 批准号:
    32370878
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
LncRNA RP11-463O9.5对FOXC2的调控及其在胆固醇平衡和动脉粥样硬化发展中的作用
  • 批准号:
    81572051
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
非B细胞来源IgG(non B-IgG)在前列腺癌发生发展中的作用及其机制研究
  • 批准号:
    81472393
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    75.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

PFI-RP: Developing Market-Ready Affordable Robotic Lower-Limb Prostheses through Unified Joint Actuator Design and AI-Enhanced Multi-Modal Interactive Control
PFI-RP:通过统一的关节执行器设计和人工智能增强的多模态交互控制,开发市场上经济实惠的机器人下肢假肢
  • 批准号:
    2234621
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Research Program on Cognition and Neuromodulation Based Interventions (RP-CNBI)
基于认知和神经调节的干预研究计划(RP-CNBI)
  • 批准号:
    10206704
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
Research Program on Cognition and Neuromodulation Based Interventions (RP-CNBI)
基于认知和神经调节的干预研究计划(RP-CNBI)
  • 批准号:
    10392461
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
Research Program on Cognition and Neuromodulation Based Interventions (RP-CNBI)
基于认知和神经调节的干预研究计划(RP-CNBI)
  • 批准号:
    10600076
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
PFI-RP: Developing a New Large-Scale Battery Technology
PFI-RP:开发新型大规模电池技术
  • 批准号:
    1940915
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 54.68万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了