Odseki

CHRONOSTORE: Rešitve za shranjevanje kemijske energije čez časovne skale za podnebno odporne sisteme obnovljivih virov energije

Prof. dr. Nejc Hodnik

kontakt: nejc.hodnik(at)ki.si 

CHRONOSTORE naslavlja ključno omejitev široke integracije obnovljivih virov energije (nestanovitnost proizvodnje) z razvojem učinkovitih pristopov za kemično shranjevanje energije na kratkih, srednjih in dolgih časovnih skalah.

Projekt združuje napredne materiale, in situ/operando karakterizacijo, večskalno mehanistično modeliranje ter umetno inteligenco in strojno učenje, da bi pospešil razumevanje degradacije in načrtovanje stabilnih, visokozmogljivih sistemov. Raziskave so organizirane v tri osrednje sklope: baterije (kratkoročno shranjevanje), vodik in elektroliza (srednjeročno shranjevanje) ter amonijak/metanol z reaktorskim inženiringom (dolgotrajno in sezonsko shranjevanje). Poseben poudarek je na zmanjšanju odvisnosti od kritičnih surovin (npr. platinske skupine kovin) in na načelih »varno in trajnostno po zasnovi« (SSbD), vključno z zmanjšanjem uporabe okoljsko problematičnih snovi (npr. PFAS).

Ključne besede: Shranjevanje energije; Zeleni vodik; Baterije; Elektrokataliza; Amoniak; Metanol

Tematsko področje: Znanost za okolje z energetiko v boju proti podnebnim spremembam

WP1 – Baterije (kratkoročno shranjevanje): razvoj naprednih baterijskih sistemov (npr. Zn- in Na-baterije), stabilnih elektrolitov in vmesnikov/SEI ter izboljšanje ciklične stabilnosti.

WP2 – Elektroliza in elektrokataliza (srednjeročno shranjevanje): izboljšanje alkalne in kisle elektrolize, razvoj katalizatorjev z manj kritičnimi surovinami, selektivni procesi (npr. HCl, H2O2, NH3) ter napovedni modeli (AI/ML).

WP3 – Amonijak/metanol in reaktorski inženiring (dolgotrajno shranjevanje): elektrificirana sinteza, procesno intenziviranje, hitro odzivni grelni koncepti (npr. magnetno gretje) in dokaz koncepta (PoC).

WP4 – Vodenje, podatki in diseminacija: koordinacija konzorcija, poročanje, upravljanje podatkov, odprta znanost, komunikacija ter izkoriščanje rezultatov (IPR/transfer) in spletna predstavitev.

Predviden vpliv:

• Prispevek k razogljičenju in energetski odpornosti z rešitvami za shranjevanje energije od ur do sezon.
• Zmanjšanje odvisnosti od kritičnih surovin ter okoljsko bolj varna in trajnostna zasnova (SSbD).
• Digitalizacija raziskav (visoko-zmogljivo presejanje, računalniški vid, UI/ML, napovedni modeli) in boljše upravljanje podatkov.
• Krepitev slovenskega znanja, usposabljanje mladih raziskovalcev ter prenos v industrijo prek sodelovanja z industrijskimi partnerji.

Ključni rezultati:

• Baterije: reverzibilno Zn striping/plating; poročila o elektrolitih in vmesnikih; Zn//MnO2 z energijsko gostoto >200 Wh/kg; dolgoročno cikliranje Na//S; ekonomsko-okoljska primerjava izbranih baterijskih sistemov.
• Elektroliza/elektrokataliza: cilji dolgotrajnega delovanja v alkalnem in kislem okolju; 3× izboljšave ključnih metrik; selektivna tvorba HCl in H2O2; AI modeli za optimizacijo multimetalnih katalizatorjev; večskalno modeliranje alkalne elektrolize; publikacija o vmesniku za sintezo NH3.
• Reaktorji in kemični nosilci: hiter odziv (<1 min) in stabilna produkcija NH3 pri dinamičnem obratovanju; CO2→MeOH konverzija >30% v blagih pogojih; reaktorski dizajn/simulacije in PoC elektrificiranih/intenziviranih procesov.

Diseminacija in prenos znanja:

• Objave v recenziranih revijah, predstavitve na konferencah in odprti dostop do rezultatov.
• Spletna stran projekta, povzetki za odločevalce in dogodki za širšo javnost (predavanja, okrogle mize).

• Zaščita intelektualne lastnine in priprava poti za prenos tehnologij (patenti, partnerstva).

   

Načrt za ravnanje z raziskovalnimi podatki (NRRP), verzija 1.0 (januar 2026).

Konzorcijski partnerji:

• Kemijski inštitut (koordinator konzorcija)
• Institut Jožef Stefan
• Inštitut za kovinske materiale in tehnologije
• Univerza v Novi Gorici
• Univerza v Ljubljani

Pridruženi partnerji:

• ReCatalyst d.o.o. - razvoj novih elektrokatalizatorjev in testiranje večjih količin prašnih vzorcev
• QUIPNEX d.o.o. - protokoli zbiranja in analize podatkov ter strojno učenje za napovedno analitiko

Sestava projektne skupine Kemijski inštitut:

 - prof. dr. Nejc Hodnik
 - dr. Marjan Bele
 - Lazar Bijelić
 - prof. dr. Robert Dominko
 - dr. Goran Dražić
 - prof. dr. Miran Gaberšček
 - dr. Miha Grilc
 - dr. Brigita Hočevar
 - Miha Hotko
 - dr. Matej Huš
 - dr. Stanislav Iakushkin
 - Klara Klemenčič
 - dr. Andraž Krajnc
 - dr. Blaž Likozar
 - Suzana Mal
 - dr. Milena Martins
 - dr. Matjaž Mazaj
 - prof. dr. Nataša Novak Tušar
 - dr. Ilja Gasan Osojnik Črnivec
 - dr. Andraž Pavlišič
 - dr. Albin Pintar
 - dr. Anže Prašnikar
 - dr. Milutin Smiljanić
 - dr. Dušan Strmčnik
 - dr. Angelja Kjara Surca
 - dr. Aljaž Škrjanc
 - dr. Andraž Šuligoj
 - dr. Janvit Teržan
 - dr. Alen Vižintin
 - Vladyslav Yatsenko
 - prof. dr. Nataša Zabukovec Logar
 - dr. Gregor Žerjav