Sinteza i karakterizacija materijala za skladištenje energije
Sinteza i karakterizacija materijala za skladištenje energije
Istraživanja u ovoj oblasti su usmjerena na dizajniranje, razvoj i karakterizaciju novih nanostrukturnih elektrodnih materijala za baterije i superkondenzatore u cilju izučavanja principa elektrohemijskog skladištenje i konverzije energije.
U tom smislu, istraživanje pokriva širok spektar aktivnosti: dizajn i razvoj novih materijala, hemijsku sintezu, karakterizaciju materijala, izradu prototipova uređaja i njihovu procjenu, kao i fundamentalno razumijevanje odnosa struktura-svojstva-performanse materijala.
Glavni ciljevi istraživanja u ovoj oblasti su:
-
- razvoj novih nanomaterijala koji će se ispitivati sa aspekta fundamentalnih elektrohemijskih problema skladištenja energije i
- razvoj novih elektrohemijskih sistema baziranih na nanostrukturnim elektrodnim materijalima za efikasnu tehnologiju skladištenja energije.
Poseban pravac istraživanja je razvoj novih, jeftinih i ekološki prihvatljivih materijala za Li/Na-jonske baterije. Pritom se primjenjuju različiti načini sinteze kao što su: sol-gel, mehanohemijska sinteza, reakcije u čvrstom stanju u različitim kontrolisanim atmosferama. Variranjem uslova sinteze podešavaju se hemijske, strukturne i morfološke osobine materijala sa ciljem postizanja perspektivnih elektrohemijskih performansi.
Drugi pravac istraživanja odnosi se na razvoj inovativnih ekonomičnih postupaka karbonizacije jeftine i široko dostupne otpadne biomase do ugljeničnih materijala sa velikom specifičnom površinom i razvijenom poroznošću. Dobijeni ugljenici se koriste kao elektrodni materijali u baterijama i superkondenzatorima. Različite strategije za dobijanje visokoporoznog aktivnog ugljenika na MTF uključuju: hemijsku aktivaciju, hidrotermalnu karbonizaciju, dopiranje heteroatomima.
Istraživačka grupa za oblast elektrohemije ima specifične vještine u sintezi i elektrohemijskoj karakterizaciji miješanih polianjonskih, ugljeničnih i polimernih elektrodnih materijala, i vještine u pogledu njihove primjene u uređajima za skladištenje energije, prepoznate kroz učešće u nekoliko nacionalnih i međunarodnih projekata.
Istraživanja se realizuju u Laboratoriji za fizičku hemiju i elektrohemiju u kojoj je dostupna oprema za sintezu materijala, strukturnu karakterizaciju i elektrohemijska ispitivanja. Grupa je otvorena za obuku studenata i mladih istraživača u oblasti sistema za konverziju i skladištenje energije.
Metode istraživanja dostupne na MTF:
Elektrohemijske metode: ciklična voltametrija, hronopotenciometrija, hronoamperometrija, galvanostatsko punjenje/pražnjenje, elektrohemijska impedansna spektroskopija.
Rendgenska difrakcija na prahu
Infracrvena spektroskopija
Saradnja:
Grupa za elektrohemiju ima razvijenu naučnu saradnju sa Fakultetom za fizičku hemiju Univerziteta u Beogradu, Nacionalnim hemijskim institutom u Ljubljani, Institutom za nuklearne nauke “Vinča”, Institutom tehničkih nauka SANU i Fakultetom hemijskog inženjerstva i tehnologije Univerziteta u Zagrebu.
Projekti:
- 2021-2024 – Carbon-based Batteries and Supercapacitors SUPERCAR G5836, NATO Science for Peace and Security (SPS) Programme, rukovodilac ispred MTF-a prof. dr Veselinka Grudić.
- 2020-2022 – Zelena hemija za održivu energiju: Aktivni ugljenik dobijen od biomase kao elektroda za skladištenje električne energije, BIOUGALJ, Ministarstvo nauke Crne Gore, rukovodilac prof. dr Veselinka Grudić
- 2019-2021 – Razvoj ekoloških Li-jonskih baterija, Projekat bilateralne saradnje Crna Gora – Srbija, rukovodilac ispred MTF-a prof. dr Veselinka Grudić
- novembar-decembar 2019 – Materijali za skladistenje energije, Ministarstvo nauke Crne Gore – program Gostujući predavači, rukovodilac prof. dr Veselinka Grudić
Kontakt:
prof. dr Veselinka Grudić