Conot
RRP 3: Vpliv nanoarhitekture na delovanje kompozitnih elektrod

Nosilec: prof. dr. Miran Gaberšček (KI)


Osnovni cilj tega projekta je razumevanje korelacije med arhitekturo nanostrukturiranih elektrod in lastnostmi teh elektrod. Gre torej za RR projekt, ki je usmerjen v bazične raziskave, cilj je razumevanje pojavov in ne konkreten izdelek. Predlog tega projekta temelji na večletnih izkušnjah članov naše raziskovalne skupine na področju priprave večfaznih elektrod za različne namene: baterije, superkondenzatorje in PEM gorivne celice (tu se torej prepletata oba glavna stebra CO – litijeve in vodikove tehnologije).

Identifikacija problema: Vsaka sodobna elektroda je sestavljena iz 3-5 (nano)faz (različnih tipov spojin oziroma materialov), ki so bolj ali manj urejeno porazdeljene znotraj elektrodnega kompozita. Vsaka od faz ima točno določeno funkcijo.

V baterijskem elektrodnem kompozitu so te funkcije naslednje:

a) aktivna nanofaza shranjuje in sprošča litij (v obliki ionov in elektronov),
b) ogljikova nanofaza služi za prevajanje elektronov,
c) elektrolitska faza služi za prevajanje ionov,
d) vezivo služi za povezovanje vseh trdnih nanofaz – daje torej mehansko čvrstost celotni elektrodi,
e) substrat služi kot rezervoar elektronov in hkrati kot podlaga na katero je nanešen elektrodni kompozit.


Problemov pri pripravi takih nanoheterostruktur je več:

1) transport mase in naboja znotraj takih nanostruktur še ni povsem jasen;
b) ni jasno, kolikšen je vpliv kontaktov med nanofazami na transportno in reakcijsko kinetiko;
c) ni jasno, kako na nanoarhitekturo elektrodnega kompozita vpliva ciklično praznjenje/polnjenje aktivne faze (zaradi volumskih variacij, stranskih reakcij ipd.),
d) ni jasno, kakšna morajo biti masna razmerja, prostorska razporeditev nanofaz ipd., da dobimo optimalne karakateristike – denimo maksimalno moč pri dani energijski gostoti itd.

kemijski inštitut institut jožefa stefana univerza v novi gorici domel, d.d. inea d.o.o. razvojni center za vodikove tehnologije - rcvt mebius d.o.o. termoelektrarna šoštanj holding slovenskih elektrarn, d.o.o. petrol d.d. silkem, d.o.o. fakulteta za strojništvo, univerza v ljubljani iskra tela d.d. cinkarna celje, d.d. Ljubljanska univerza Image Map