Roshan Mangal Bhattarai postdoctoraal bursaal

Onderzoek Roshan Mangal Bhattarai

Onderzoeksgroep

Expertise

PhD in chemische en biologische technologie. Bekwaam in energieopslagtechnieken zoals de assemblage van Li-ion/Na-ion knoopcellen, elektrodefabricage, elektrochemische meetmethoden, assemblagemethoden en -metingen voor supercondensatoren, en de voorbereiding van elektrodematerialen. Ervaring met de bediening van celtestapparatuur en data-analyse. Sterke technische professional met een bachelordiploma in elektrotechniek. Ervaren elektrotechnisch ingenieur met aantoonbare ervaring in zonne-energie- en waterkrachtprojecten. Bekwaam in 3ds Max, Matlab, Power System Engineering en elektrotechniek.

Laser-gestructureerde kathoden voor lithium-zwavelbatterijen 01/10/2026 - 30/09/2029

Abstract

Lithium-zwavelbatterijen (LSB) hebben theoretisch een hogere energiedichtheid dan lithium-ion batterijen maar worden gelimiteerd door verschillende problemen. Zo falen de LSB elektroden door de grote volumetoename van zwavel, het trage ionentransport veroorzaakt door de isolerende aard van de actieve zwavel en tussenproducten, en capaciteitsverlies door oplosbare polysulfiden. Dit project stelt een innovatieve duale strategie voor om deze uitdagingen aan te pakken. Ten eerste wordt de LSB kathode voor het eerst gestructureerd door femtoseconde laserablatie. De verkregen microkanalen zullen fungeren als een snelweg voor ionentransport, als zones om stress door volume expansie te absorberen en als fysische val voor de polysulfide shuttle. Ten tweede wordt de gestructureerde kathode voorzien van een katalysator op basis van een metaal-organisch raamwerk (MOF) dewelke de polysulfiden fysisch vangt, chemisch adsorbeert en omzet. Met behulp van geavanceerde elektrochemische technieken zoals scanning elektrochemische cel microscopie worden de lokale activiteit en defecten in kaart gebracht en met behulp van operando Raman en XRD wordt real-time de interne chemie gevolgd om zo een mechanistisch inzicht te verwerven in het effect van laser gestructureerde elektroden uitgerust met MOF gebaseerde katalysatoren. Het doel is een capaciteit ?800 mAh/g te behalen na ?500 cycli bij 0,5 C bij relevante omstandigheden (zwavellading ?4 mg/cm² en elektrolyt/zwavelverhouding ?5 µL/mg).

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Financiering

  • FWO

Project type(s)

  • Onderzoeksproject