Superkondenzatorji z grafenskimi nanostenami, sintetiziranimi iz odpadne plastike
Oznaka in naziv projekta
L2-50052 Superkondenzatorji z grafenskimi nanostenami, sintetiziranimi iz odpadne plastike
L2-50052 Supercapacitors with graphene nanowalls synthesized from waste plastics
Logotipi ARIS in drugih sofinancerjev
Sofinancerji: Iskra d.o.o.
Projektna skupina
Vodja projekta: prof. dr. Alenka Vesel
Sodelujoče raziskovalne organizacije: Povezava na SICRIS
Sestava projektne skupine: Povezava na SICRIS
Vsebinski opis projekta
Vsebinski opis projekta Problemi povezani s proizvodnjo in preveliko porabo energije so postali ključna sila trenutnega razvoja v svetu. Zato so raziskave povezane z okoljuprijazno proizvodnjo in shranjevanjem energije trenutno največjega pomena. V zvezi s tem so ena izmed možnih rešitev superkondenzatorji, ki delujejo na principu elektrokemične pretvorbe energije. Z metodo plazemskega nanosa bomo iz odpadne plastike izdelali inovativne elektrode, uporabne za izdelavo dvoslojnih superkondenzatorjev. Inovativne elektrode bodo izdelane iz ogljikovih nanostruktur, ki jih bomo s plazemskimi postopki nanesli na podlage iz niklja. Plazemske postopke bomo uporabili tudi za ustrezno pripravo nikljevih podlag za zagotovitev boljše adhezije. Prednostno bomo pripravili strukture iz navpično usmerjenih večplastnih grafenskih struktur z različno morfologijo. Kot vir ogljika za nanos takih struktur bomo uporabili odpadno plastiko. S primerno izbiro reaktivnih plinov in plazemskih parametrov bomo raziskali obseg geometrijskih lastnosti in stopnjo dopiranosti z dušikom, ki jih omogoča naš inovativen pristop. Potegnili bomo korelacije med parametri plazme med sintezo ogljikovih nanostruktur in lastnostmi navpično usmerjenih večplastnih grafenskih struktur. Vzorce, na katerih bomo odkrili najbolj perspektivne geometrijske lastnosti nanostruktur, bomo uporabili za izdelavo prototipov superkondenzatorjev. Prototipe bomo izpostavili električnim obremenitvam in sproti merili odziv prototipnih superkondenzatorjev. Nekatere prototipe bomo razdrli in podrobno preiskali morebitne spremembe sestave, strukture in morfologije elektrod, za kar bomo uporabili naše tehnike kot so vrstični in transmisijski elektronski mikroskop (SEM, TEM), Ramanska spektroskopija (RS), rentgenska fotoelektronska spektroskopija (XPS) in sekundarna ionska masna spektroskopija (SIMS). Rezultati bodo omogočili odkrito in kritično oceno izvedljivosti uporabe inovativnih elektrod v množični proizvodnji v prostorih slovenskega podjetja Iskra-Kondenzatorji, ki je sofinancer tega projekta.
Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani SICRIS.
Faze projekta in opis njihove realizacije
DS1. Projekno vodenje in diseminacija (vodja: IJS, partnerji: FE, NELA, Iskra)
DS2. Adhezija ogljikovih nanozidov na kovinske substrate (vodja: IJS)
DS3. Določitev območja procesnih parametrov za izdelavo kvalitetnih N-dopiranih ogljikovih nanozidov (vodja IJS, partnerji: FE, NELA)
DS4. Izdelava laboratorijskih prototipov in merjenje njihovih lastnosthi (vodja: FE; partnerji: IJS, NELA, Iskra)
DS5. Študija izvedljivosti skaliranja tehnologije in obdelava v kontinuirnem načinu (vodja: NELA, partnerji: IJS, FE, Iskra)