Matériaux avancés pour les systèmes miniaturisés de collecte d'énergie

Impact attendu :

Les principaux impacts de ce Challenge seront :

• Une nouvelle génération de systèmes énergétiquement autonomes permettant de nouveaux services qui amélioreront la vie des citoyens européens grâce à des applications dans des domaines tels que le diagnostic au point d'intervention, les villes intelligentes et durables, etc.
• Le soutien à la durabilité de la consommation et de la production d'énergie, conformément aux ambitions de RePowerEU^[1] et du Green Deal^[2], et
• L'amélioration de la durabilité des IoT et des systèmes énergétiquement autonomes en général.

Résultat attendu :

Les propositions ambitieuses soumises dans le cadre de cet appel vont :

• identifier une nouvelle génération de matériaux avancés pour des modules de collecte d'énergie miniaturisés, et
• atteindre le TRL 4 pour les systèmes énergétiquement autonomes qui en résultent.

Approche par portefeuille

Le portefeuille de projets sélectionnés doit mener au développement d'une variété de matériaux avancés appliqués à une gamme de modules de collecte d'énergie miniaturisés et de systèmes intégrés finaux.

Pour atteindre cet objectif, les facteurs suivants orienteront le choix des projets du portefeuille :

• Phénomènes exploités pour collecter l'énergie de l'environnement (par exemple solaire, thermoélectrique, piézoélectrique, nanotribologique, etc.)
• Composition des matériaux avancés proposés, et
• Domaine d'application (par exemple agriculture, automobile, surveillance de la santé, wearables, gestion de la ville intelligente, gestion de l'énergie, surveillance industrielle, etc.).

Les projets sélectionnés seront chargés de diriger et/ou de participer à des activités de portefeuille centrées sur les priorités suivantes :

• l'analyse comparative (benchmarking) pour comparer les technologies proposées, les phénomènes exploités, les matériaux avancés utilisés et les approches
• le partage de considérations scientifiques et de résultats sur les différents phénomènes physiques/chimiques étudiés afin de faire progresser les connaissances et de favoriser de nouvelles découvertes dans le domaine avec des changements potentiels de paradigme
• le partage d'informations sur l'intégration des modules pour résoudre les problèmes potentiels et aider à progresser vers la fourniture de systèmes énergétiquement autonomes opérationnels efficaces
• le développement d'une approche intégrée avec différents modules de collecte d'énergie complémentaires pour des cas d'utilisation spécifiques et pour améliorer l'énergie finale collectée, et
• la communication auprès d'audiences cibles telles que les entreprises et les investisseurs, ainsi que le grand public, afin de sensibiliser au sujet en vue d'accélérer l'adoption de ces innovations radicales.

Objectif :

Les candidats à ce Challenge doivent répondre à tous les objectifs suivants :

• L'identification et le développement de matériaux avancés innovants pour la collecte d'énergie, exploitant de nouveaux phénomènes physiques/chimiques, menant à un changement radical de la gamme d'applications et des performances tout en réduisant la dépendance aux matières premières critiques (CRM)
• La mise en œuvre des matériaux avancés dans un module de collecte d'énergie miniaturisé, tel que, mais sans s'y limiter, des cellules solaires miniaturisées, des générateurs thermoélectriques (par exemple TEG), des dispositifs nanotribologiques/piézoélectriques, des dispositifs de collecte d'ondes électromagnétiques
• L'intégration des modules de collecte d'énergie miniaturisés dans des systèmes énergétiquement autonomes (par exemple, des capteurs intégrés sans fil) et
• L'analyse comparative des modules de collecte dans un cas d'utilisation représentatif dans un environnement de laboratoire (TRL 4) en vue de démontrer des améliorations significatives de l'efficacité, en termes d'énergie collectée, par rapport à l'état de l'art.

L'utilisation d'outils numériques tels que l'IA pour accélérer le processus d'identification, de conception, de fabrication et de caractérisation de ces nouveaux matériaux est encouragée.

Toutes les propositions doivent également identifier les marchés potentiels et les impacts associés de leurs innovations.