Circular High Entropy Metal PHOsphates REcovery from Wastes for (Electrophoto)catalytic Reactions
ProgettoCHEMPHOREWER mira a trasformare la complessità intrinseca dei flussi di batterie agli ioni di litio a fine vita in una risorsa per la progettazione circolare di fosfati metallici ad alta entropia (HEMPs). Superando le strategie di riciclo basate principalmente sulla separazione completa dei singoli metalli, il progetto sfrutterà miscele multimetalliche derivate da rifiuti, contenenti Fe, Mn, Ni, Co, Cu, Al, Li, P e altri elementi minori, come materie prime chimicamente ricche per lo sviluppo di materiali avanzati.
Il progetto svilupperà librerie di HEMPs, comprendenti fosfati amorfi/idratati, idrossifosfati di metalli di transizione, fosfati di tipo olivina e di tipo NASICON, nonché fasi supportate su carbonio. Anziché puntare a una singola composizione ideale, CHEMPHOREWER identificherà regioni robuste di sintesi–composizione, capaci di tollerare la variabilità delle materie prime preservando al contempo l’integrità strutturale e le prestazioni funzionali.
Una sfida scientifica chiave sarà distinguere le vere fasi fosfatiche multicationiche/ad alta entropia da miscele fisiche di fosfati mono- o bimetallici segregati. Questo aspetto sarà affrontato attraverso sintesi controllata, caratterizzazione strutturale, microstrutturale e superficiale multiscala, e interpretazione guidata dai dati. Modellazione computazionale, strumenti di intelligenza artificiale e machine learning, gestione dei dati secondo i principi FAIR e screening di sostenibilità fungeranno da motore decisionale per mappare le relazioni composizione–struttura–proprietà, ridurre la sperimentazione per tentativi ed errori e guidare la selezione dei materiali più promettenti.
Il potenziale funzionale delle librerie di HEMPs sarà validato in processi catalitici e foto/elettrocatalitici rilevanti per l’energia pulita e la bonifica ambientale, tra cui evoluzione dell’ossigeno, ossidazione dell’ammoniaca e degradazione di inquinanti. Integrando recupero da rifiuti, chimica dei materiali, caratterizzazione avanzata, modellazione predittiva e feedback prestazionale, CHEMPHOREWER realizzerà una piattaforma trasferibile per convertire materie prime secondarie variabili in materiali funzionali robusti, contribuendo all’avanzamento sia della chimica dei materiali ad alta entropia sia della valorizzazione sostenibile dei rifiuti da batterie.
Il progetto svilupperà librerie di HEMPs, comprendenti fosfati amorfi/idratati, idrossifosfati di metalli di transizione, fosfati di tipo olivina e di tipo NASICON, nonché fasi supportate su carbonio. Anziché puntare a una singola composizione ideale, CHEMPHOREWER identificherà regioni robuste di sintesi–composizione, capaci di tollerare la variabilità delle materie prime preservando al contempo l’integrità strutturale e le prestazioni funzionali.
Una sfida scientifica chiave sarà distinguere le vere fasi fosfatiche multicationiche/ad alta entropia da miscele fisiche di fosfati mono- o bimetallici segregati. Questo aspetto sarà affrontato attraverso sintesi controllata, caratterizzazione strutturale, microstrutturale e superficiale multiscala, e interpretazione guidata dai dati. Modellazione computazionale, strumenti di intelligenza artificiale e machine learning, gestione dei dati secondo i principi FAIR e screening di sostenibilità fungeranno da motore decisionale per mappare le relazioni composizione–struttura–proprietà, ridurre la sperimentazione per tentativi ed errori e guidare la selezione dei materiali più promettenti.
Il potenziale funzionale delle librerie di HEMPs sarà validato in processi catalitici e foto/elettrocatalitici rilevanti per l’energia pulita e la bonifica ambientale, tra cui evoluzione dell’ossigeno, ossidazione dell’ammoniaca e degradazione di inquinanti. Integrando recupero da rifiuti, chimica dei materiali, caratterizzazione avanzata, modellazione predittiva e feedback prestazionale, CHEMPHOREWER realizzerà una piattaforma trasferibile per convertire materie prime secondarie variabili in materiali funzionali robusti, contribuendo all’avanzamento sia della chimica dei materiali ad alta entropia sia della valorizzazione sostenibile dei rifiuti da batterie.