Novica

Kemijski inštitut kot partner in vodja enega ključnih raziskovalnih stebrov sodeluje v novem, ambicioznem triletnem raziskovalno-razvojnem programu NEO-TWIN (»Naslednja generacija metod, orodij in produktov za inovativno diagnostiko in prognostiko električnih vozil na osnovi digitalnih dvojčkov«). Program združuje vodilne slovenske raziskovalne institucije in industrijo pri razvoju prebojnih tehnologij za električna vozila naslednje generacije. 

Program se izvaja v okviru javnega razpisa »Spodbujanje izvajanja raziskovalno-razvojnih programov (TRL 3–6)«, ki ga sofinancirata Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije (ARIS) ter Evropska unija iz Evropskega sklada za regionalni razvoj (ESRR) prek Ministrstva za visoko šolstvo, znanost in inovacije. Projekt predstavlja hrbtenico digitalnih rešitev nacionalne Misije GREMO ter neposredno podpira cilje partnerstva SRIP Mobilnost (ACS+). 

O programu NEO-TWIN

Varnost, trajnost in zanesljivost električnih ter elektrificiranih vozil so ključni izzivi sodobne mobilnosti. Sedanji sistemi v vozilih večinoma merijo le osnovne zunanje parametre z enostavnimi modeli, kar onemogoča globlji vpogled v dejansko stanje komponent.

Glavni cilj programa NEO-TWIN je razvoj inovativnega tehnološkega portfelja NEO-TWIN SUITE – modularnega kiber-fizičnega sistema, ki združuje:

• interoperabilno platformo digitalnih dvojčkov v hibridni arhitekturi rob/oblak (EDGE/Cloud),

• skalabilne fizikalno osnovane modele in podatkovno vodene pristope z umetno inteligenco za diagnostiko stanj (SoX) ter napovedovanje preostale življenjske dobe (ang. Remaining useful life (RUL)),

• napredna zaznavala in merilne tehnike ter

• mehanizme za spremljanje kibernetske varnosti v realnem času.

Razviti portfelj bo preizkušen in validiran na laboratorijski ravni (TRL 4) na štirih ključnih komponentah: baterijah, električnih strojih, razsmernikih in gorivnih celicah. Sledi integracija in preizkus v realnem okolju (TRL 6) na dveh demonstracijskih vozilih z visoko dodano vrednostjo: nadstandardnem električnem motornem čolnu in električnem mobilnem gradbenem stroju.

Vloga in raziskovalni prispevek Kemijskega inštituta

Kemijski inštitut ima v programu NEO-TWIN osrednjo vlogo pri razvoju metod za identifikacijo degradacijskih procesov v Li-ion akumulatorjih ter prevzema vodenje delovnega sklopa RRp3: Namenske testne enote pogonskih sistemov in napredna analitika.

Ključni raziskovalni poudarki ekipe Kemijskega inštituta obsegajo:

• Zasnova in izdelava baterijskih celic po meri z vnesenimi defekti:

  • Ciljno vnašanje konstrukcijskih in procesnih napak (neravnovesja v kapaciteti elektrod, variacije v temperaturnem in napetostnem območju med polnjenjem in praznjenjem) z namenom pospešenega in nadzorovanega sprožanja specifičnih degradacijskih mehanizmov.

  • Integracija referenčnih elektrod za in-situ elektrokemijsko karakterizacijo ter vgradnja naprednih temperaturnih in tlačnih senzorjev za spremljanje profilov v realnem času.

  • Izvajanje napredne post-mortem analize, impedančne spektroskopije (EIS) in analize diferencialne kapacitete za identifikacijo mehanizmov staranja ter določitev korelacij s pojavi termičnega pobega.

• Razvoj in karakterizacija po meri izdelanih gorivnih celic:

  • Razvoj membransko-elektrodnih sklopov (MEA) z načrtovanimi variacijami v katalizatorski plasti za simulacijo izgube aktivnosti zaradi delovanja nečistoč (npr. zastrupitev s CO), sintranja, aglomeracije ali izsuševanja membrane.

  • Integracija naprednih optičnih senzorjev (znotraj MEA) in orodij za optično merjenje pogojev v realnem času.

  • Izvajanje napredne elektrokemijske karakterizacije, kemisorpcije ter mikroskopskih preiskav morfoloških sprememb na nanoskali.

Z ustvarjanjem obsežnih baz eksperimentalnih podatkov o degradaciji in mejnih obratovalnih stanjih Kemijski inštitut zagotavlja temeljne fizikalno-kemijske vhodne podatke za umerjanje in validacijo digitalnih dvojčkov ter algoritmov umetne inteligence, s čimer utrjuje svojo vodilno mednarodno vlogo pri razvoju naprednih baterijskih in vodikovih tehnologij.

Partnerski konzorcij

Konzorcij sestavlja 11 partnerskih organizacij pod koordinatorstvom Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani: 

• Raziskovalne organizacije: Fakulteta za strojništvo Univerze v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, Kemijski inštitut, Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko Univerze v Mariboru, Institut Jožef Stefan, Zavod za gradbeništvo Slovenije. 

• Gospodarski partnerji: Domel, d.o.o., Emsiso, d.o.o., Hidria, d.o.o., Piktronik, d.o.o., Smartis, d.o.o. 

Program NEO-TWIN sofinancirata Republika Slovenija (Ministrstvo za visoko šolstvo, znanost in inovacije ter Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije – ARIS) in Evropska unija iz Evropskega sklada za regionalni razvoj.

Skupna vrednost programa znaša 7.432.280,88 EUR. Prispevek Evropskega sklada za regionalni razvoj znaša 4.993.819,13 EUR.

Več informacij o evropski kohezijski politiki je na voljo na spletnem portalu evropskasredstva.si.