Elektrokalorične plasti za hladilne naprave bodočnosti
Oznaka in naziv projekta
J2-60035 Elektrokalorične plasti za hladilne naprave bodočnosti
J2-60035 Electrocaloric layers for future cooling devices
Logotipi ARIS in drugih sofinancerjev
Projektna skupina
Vodja projekta: dr. Hana Uršič Nemevšek
Sestava projektne skupine: Povezava na SICRIS
Vsebinski opis projekta
Vsebinski opis projekta -
Cilj projekta je razviti upogljive debeloplastne hladilne elemente na osnovi elektrokaloričnih plasti. Plasti se bodo lahko hladile do 1 °C, kar je približno stokrat več od hladilne sposobnosti dosedanjih elektrokaloričnih tankih plasti. Pripraviti takšne plasti je izziv, saj zaradi nizke toplotne mase elektrokaloričnih tankih plasti (< 1 μm) proizvedena toplota takoj izgine v podlago, ki deluje kot velik toplotni odvodnik. Raziskovalni koncept projekta je pripraviti kalorične plasti na podlagah z nizko toplotno prevodnostjo, npr. na polimernih in steklenih podlagah. Za elektrokalorične aplikacije plasti ne smejo biti pretanke. Na ta način elektrokalorična toplota ne izgine takoj v podlago, kalorične plasti pa se ohladijo/segrejejo in ob stiku s predmeti lahko ohladijo/segrejejo tudi okolico.
Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani SICRIS.
Faze projekta in opis njihove realizacije
1. DS - priprava upogljivih elektrokaloričnih debeloplastnih elementov na osnovi PbSc0.5Ta0.5O3 (PST) - v teku
2. DS - priprava upogljivih elektrokaloričnih debeloplastnih elementov na osnovi BaTiO3 (BT) - v teku
3. DS - strukturna, mikrostrukturna in električna karakterizacija - v teku
4. DS - razširjanje znanja in upravljanje projekta: Do sedaj smo objavili 5 znanstvenih člankaov Raziskave smo predstavili tudi na mednarodnih konferencah (nekaj izbranih referenc je podanih spodaj). Doktorska študentka Ivana Goričan je na mednarodni konferenci ISAF 2025 prejela nagrado za delo na debelih plasteh na osnovi BT (2. DS). V okviru projekta smo izobraževali štiri študente (iz Nemčije, Cipra, Španije in Francije), ki so pri nas opravljali 3-mesečno študentsko prakso na temo priprave debelih plasti z AD.
Bibliografske reference
ZNANSTVENI ČLANKI
[1] MERSELMIZ, Soukaina, GORIČAN, Ivana, ROJAC, Tadej, BOBNAR, Vid, REGIS DE MORAES, Victor, ŠADL, Matej, FIŠINGER, Val, SUBAN, Nejc, KMET, Brigita, BENČAN, Andreja, BRADEŠKO, Andraž, DEBEVEC, Andrej, MALIČ, Barbara, URŠIČ NEMEVŠEK, Hana. Capacitive energy-storage and electromechanical properties of aerosol-deposited 0.5BaZr0.2Ti0.8O3–0.5Ba0.7Ca0.3TiO3 films, Acta Materialia. Jan. 2026, vol. 304, article no. 121749, str. 1-12, ilustr. ISSN 1873-2453. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645425010365, https://zenodo.org/records/17432144, DiRROS - Digitalni repozitorij raziskovalnih organizacij Slovenije, dCOBISS, DOI: 10.1016/j.actamat.2025.121749, [COBISS.SI-ID 260394243].
[2] ZENG, Ming, GORIČAN, Ivana, DRNOVŠEK, Silvo, URŠIČ NEMEVŠEK, Hana, TAMARIT, Josel Lluis, et al. Simultaneous shifts in pressure and electric field boost the caloric response in ferroelectrics. Materials Horizons. Jul. 2025, str. 1-12, ilustr. ISSN 2051-6355. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/mh/d5mh00196j, DOI: 10.1039/d5mh00196j, [COBISS.SI-ID 243156483].
[3] REGIS DE MORAES, Victor, TOMC, Urban, KITANOVSKI, Andrej, URŠIČ NEMEVŠEK, Hana. Roadmap for electrocaloric films characterization. iScience. [Online ed.]. 2026, vol. 29, issue 6, [article no.] 115965, str. 1-8, e1, ilustr. ISSN 2589-0042. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004226013404, Repozitorij Univerze v Ljubljani – RUL, DiRROS - Digitalni repozitorij raziskovalnih organizacij Slovenije, DOI: 10.1016/j.isci.2026.115965. [COBISS.SI-ID 279632131]
[4] REGIS DE MORAES, Victor, GORIČAN, Ivana, ŠADL, Matej, BENČAN, Andreja, DRAŽIĆ, Goran, GYERGYEK, Sašo, TOMC, Urban, KITANOVSKI, Andrej, BEYER, Lukas, STERN-TAULATS, Enric, LÜNSER, Klara, MAÑOSA, Lluís, URŠIČ NEMEVŠEK, Hana. Direct observation of room-temperature electrocaloric and magnetocaloric responses in multicaloric composite films. Journal of the European Ceramic Society. [Print ed.]. 2026, vol. 46, issue 15, [article no.] 118584, str. 1-9, ilustr. ISSN 0955-2219. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221926004607, Repozitorij Univerze v Ljubljani – RUL, DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2026.118584. [COBISS.SI-ID 281625091]
[5] NOUCHOKGWE KAMGUE, Youri Dilan, FJODOROVA, Natalja Stanislavovna, KOVACOVA, Veronika, GORIČAN, Ivana, SUBAN, Nejc, DRNOVŠEK, Silvo, ŠADL, Matej, PRAH, Uroš, URŠIČ NEMEVŠEK, Hana, DEFAY, Emmanuel, et al. Tunable electrocaloric effect in lead scandium tantalate through calcium doping. Nature communications. 15 Apr. 2026, vol. 17, article no. 5250, str. 1-12, ilustr. ISSN 2041-1723. https://www.nature.com/articles/s41467-026-71911-0, DiRROS - Digitalni repozitorij raziskovalnih organizacij Slovenije, https://d.cobiss.net/repository/si/files/282614531/179665/Tunable-electrocaloric-effect-in-lead-scandium-tantalate-thr.pdf, DOI: 10.1038/s41467-026-71911-0. [COBISS.SI-ID 282614531], [Odprti dostop, JCR, SNIP, WoS, Scopus]
NEKAJ IZBRANIH PRISPEVKOV IZ KONFERENC
[1] GORIČAN, Ivana, MERSELMIZ, Soukaina, REGIS DE MORAES, Victor, ŠADL, Matej, FIŠINGER, Val, KMET, Brigita, BENČAN, Andreja, ROJAC, Tadej, BOBNAR, Vid, DEBEVEC, Andrej, MALIČ, Barbara, URŠIČ NEMEVŠEK, Hana. Functional properties of 0.5 BaZr0.2Ti0.8O3–0.5Ba0.7Ca0.3TiO3 thick films prepared by aerosol deposition. V: IEEE ISAF 2025: 2025 IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics (IEEE ISAF-ICE-ISIF-PFM 2025): Graz, Austria, July 13 - 18, 2025, [COBISS.SI-ID 243644163].
[2] D'ANGELO, Matteo, REGIS DE MORAES, Victor, GORIČAN, Ivana, DRNOVŠEK, Silvo, URŠIČ NEMEVŠEK, Hana. Powder aerosol deposition of Pb(Sc0.5Ta0.5)O3 thick films. V: MALIČ, Barbara (ur.), BRADEŠKO, Andraž (ur.). 60th International Conference on Microelectronics, Devices and Materials & The Workshop on Energy Management and Renewable Energy Sources: conference 2025: proceedings: October 1 - October 3, Ljubljana, Slovenia. Ljubljana: MIDEM - Society for Microelectronics, Electronic Components and Materials, 2025. Str. 19-20, ilustr. ISBN 978-961-95495-4-4, [COBISS.SI-ID 252961539].
[3] Predavanje na tuji univerzi: URŠIČ NEMEVŠEK Hana. Advances in thick-film technology for electronic and cooling applications: lecture at Nagoya Institute of Technology, Nagoya, Japan, [COBISS.SI-ID 254036739].
[4] Predavanje na tuji univerzi: URŠIČ NEMEVŠEK, Hana. Thick-film technology for novel applications: invited talk, University of Southern Denmark, online, 2. 4. 2025, [COBISS.SI-ID 231247619].
[5] URŠIČ NEMEVŠEK, Hana, D'ANGELO, Matteo, REGIS DE MORAES, Victor, GORIČAN, Ivana. Aerosol deposition of functional Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–PbTiO3$ and PbSc0.5Ta0.5O3 films. V: The American Ceramic Society: Spring Meeting 2026: abstract book: April 12-17, 2026, Bellevue, Washington. [S. l.: The American Ceramic Society, 2026]. Str. 34. https://ceramics.org/wp-content/uploads/2026/03/3.23.SPRING26_Abstracts-3-002.pdf. [COBISS.SI-ID 275915779]
[6] URŠIČ NEMEVŠEK, Hana, REGIS DE MORAES, Victor, GORIČAN, Ivana, D'ANGELO, Matteo. Aerosol-deposited functional films and composites on flexible polyimide for energy storage and caloric cooling applications. V: Eastern Europe Ferroelectric Symposium: EEFS 2026. [S. l.: s. n. 2026, str. [1], ilustr. https://confcats-siteplex.s3.amazonaws.com/eefs/files/abstracts-lectures/l-2454.pdf. [COBISS.SI-ID 280613379]
[7] URŠIČ NEMEVŠEK, Hana, D'ANGELO, Matteo, REGIS DE MORAES, Victor, GORIČAN, Ivana. Bulk ceramics and aerosol-deposited films for caloric applications. V: KLINAR, Katja (ur.), KITANOVSKI, Andrej (ur.). THERMAG XI 2026 : IIR International conference on solid-state cooling, heating and energy harvesting : Ljubljana, 9th-12th June 2026 : [book of abstracts]. Ljubljana: University of Ljubljana, Faculty of Mechanical Engineering, 2026. Str. 142. http://thermagxi2026.si/images/Book_of_abstracts_ThermagXI.pdf. [COBISS.SI-ID 282722819]
[8] D'ANGELO, Matteo, REGIS DE MORAES, Victor, GORIČAN, Ivana, DRNOVŠEK, Silvo, URŠIČ NEMEVŠEK, Hana. Lead scandium tantalate thick films fabricated by powder aerosol deposition. V: KLINAR, Katja (ur.), KITANOVSKI, Andrej (ur.). THERMAG XI 2026 : IIR International conference on solid-state cooling, heating and energy harvesting : Ljubljana, 9th-12th June 2026 : [book of abstracts]. Ljubljana: University of Ljubljana, Faculty of Mechanical Engineering, 2026. Str. 83. http://thermagxi2026.si/images/Book_of_abstracts_ThermagXI.pdf. [COBISS.SI-ID 282632195]