Facebook Instagram Twitter RSS Feed Back to top

Informačná stránka organizácie SAV

Projekty

Centrum pre využitie pokročilých materiálov SAV

Národné projekty

ALICES - Anódy pre Li-iónové batérie na báze uhlík-kremíkových kompozitov

Carbon-silicon based composite anodes for Li-ion batteries.

Doba trvania: 1. 7. 2020 - 30. 6. 2024
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Sedláček Jaroslav PhD.
Anotácia:V súčasnosti používané lítium-iónové batérie pre elektro-mobilitu dosahujú hustotu energie na úrovni 90-235 Wh/kg, resp. 200-630 Wh/L. Zvýšenie na úroveň teoretických hodnôt, t.j. 350 až 400 Wh/kg a 750 Wh/L môže byť dosiahnuté vývojom pokročilých materiálov (katódy, anódy, spojív, separátorov, elektrolytu, zberačov prúdu a samotného obalu. Hlavným cieľom predloženého projektu je vývoj novej generácie kompozitných anód na báze kremík/uhlík (grafit/grafén) pre lítium-iónové batérie pomocou technológie, ktorá umožní potenciálne rozšírenie výroby takýchto materiálov (anód). Kombinácia rôznych prístupov, používaných v oblastiach keramiky, kovov a polymérov bude overená, ako je vysokoenergetické guľové mletie grafitu, grafénu a kremíka, ako aj tvorba hierarchicky štruktúrovaných kompozitov Si / grafén. Tieto prístupy budú tvoriť jadro navrhovanej technológie. Očakáva sa významné zlepšenie anódy, najmä z pohľadu zvýšenia energetickej capacity, špecifickej kapacity a coulombickej účinnosti. Významným prínosom bude taktiež aj rozšírenie poznatkov o dejoch prebiehajúcich pri zaťažení takýchto anód, resp. Batériových článkov, a ich mechanizme pomocou modernej “in-operando” CVS / GCD-SAXS / WAXS analýzy doplnenej o podrobnú elektrochemickú a mikroštrukturálnu analýzu. Predpokladá sa vytvorenie demonštrátora článku batérie pozostávajúceho z vyvinutej anódy, komerčne dostupnej katódy na báze LiFePO4 a LiPF6 elektrolytu. Projekt navrhuje inovatívny spôsob výroby anód na báze Si/C kompozitov s cieľom dosiahnuť širšiu využiteľnosť v konštrukcii lítium-iónových batérií. Projekt predstavuje významný krok smerom k požiadavkam kladeným na anódy lítium-iónových batérií a to dlhodobú stabilitu pri cyklickom nabíjaní a vybíjaní pri vysokých rýchlostiach (viac ako 1000 cyklov pri 5 A/g) a špecifickej kapacite viac ako 800 mAh/g.

FuelMIS - Nanotechnológia prípravy MIS fotoelektród s oxidmi kovov pre systémy na výrobu solárnych palív

Nanotechnology preparation of a MIS photoelectrode with metallic oxides for systems for production of solar fuels

Doba trvania: 1. 7. 2018 - 30. 6. 2021
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Fröhlich Karol DrSc.
Anotácia:Efektívne získavanie energie z obnoviteľných zdrojov hrá stále dôležitejšiu úlohu z hľadiska udržateľnej energetickej sebestačnosti a ekológie. V projekte sa preto zameriavame na prípravu a analýzu vysokostabilných a účinných štruktúr kov-izolant-polovodič (MIS) s dielektrickými ochrannými vrstvami pre foto-elektrochemický (PEC) rozklad vody. Takéto štruktúry tvoria kľúčový prvok pre stabilné systémy, ktoré umožňujú premenu energie slnečného žiarenia na chemickú energiu tzv. solárnych palív s vysokou energetickou hustotu, napríklad vodíka. Tento spôsob dlhodobého využitia slnečnej energie je na rozdiel od fotovoltických štruktúr realizovateľný bez nutnosti použiť batérie, vďaka čomu predstavuje vysoko perspektívny koncept obnoviteľného a udržateľného zdroja energie. Projekt si kladie za cieľ pomocou multidisciplinárneho výskumu v oblasti prípravy a optimalizácie vrstiev, rozhraní a procesov v MIS štruktúrach s ochrannými dielektrickými a vodivými transparentnými katalytickými vrstvami dosiahnuť optimálne hodnoty fotonapätia, fotoprúdu a stability vlastností fotoanód pre účinnú generáciu solárnych palív. Projekt sa tiež sústreďuje na objasnenie mechanizmov transportu nosičov náboja v MIS štruktúre, ktoré umožňujú dosiahnuť vysoké fotonapätie. V projekte budú vzájomne porovnané TiO2 a HfO2 oxidy vo funkcii ochranných vrstiev, pripravené nanášaním po atómových vrstvách (ALD), ako aj vrstvy NiO, RuO2 a RuO2-IrO2 vo funkcii vodivých transparentných katalytických vrstiev, pripravené magnetrónovým naprašovaním a MOCVD. Experimentálne technologické procesy budú podporené simuláciami.

Pokročilá fotochemicky indukovaná radikálová polymerizácia s prenosom atómu tolerantná k prítomnosti kyslíka

Advanced Oxygen Tolerant Photochemically Induced Atom Transfer Radical Polymerization

Doba trvania: 1. 7. 2020 - 30. 6. 2024
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Mosnáček Jaroslav DrSc.

Tribo2D - Tribologické vlastnosti 2D materiálov a príbuzných nanokompozitov

Tribological properties of 2D materials and related nanocomposites

Doba trvania: 1. 8. 2018 - 30. 6. 2022
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Ťapajna Milan PhD.
Anotácia:Podľa odhadov sa na celosvetovej spotrebe energie podieľajú tribologické efekty až 23%. Na ich zníženie sa vo veľkej miere využívajú pokročilé povlaky s nízkym trením nazývané tiež tuholátkové lubrikanty. V moderných technológiách je využívaný celý rad tuholátkových lubrikantov ako sú TiN, TiC, či grafit. V poslednom období sa intenzívne skúma využitie 2-dimenzionálnych (2D) materiálov, ktoré majú popri tradičným povlakom niekoľko výhod ako extrémne nízke trenie, nezmáčavosť a odolnosť voči oxidácii. Zatiaľ však chýbajú priemyselne dostupné technológie pre prípravu 2D materiálov na väčších plochách. Navyše, chýba hlbšie porozumenie mechanických vlastností 2D materiálov pre ich využitie ako nízkotrecích povlakov. Cieľom tohto projektu je vývoj technológií pre rsat 2D materiálov a nanokompozitov pre nízkotrecie povlaky, so zameraním na aplikácie v mikroškále (MEMS) ako aj centimetrovej oblasti mikromechanika, medicínske komponenty). Pri implementácii využijeme tri rôzne techniky na veľko-plošnú (>2’’) prípravu už skúmaných (grafén, MoS2, WS2) aj nových(diselenidy prechodných kovov) 2D materiálov a nanokompozitov. Ďalej sa zameriame na vývoj dedikovaných medzivrstiev B4C a oxid grafénu pre zvýšenie adhézie 2D materiálov. Budeme študovať ich nanotribologické vlastnosti s využitím mikropskopie trecích síl a opotrebenia na nanoúrovni s cieľom hlbšieho pochopenia interakcie medzi 2D materiálom a substrátom. 2D vrstvy budú zároveň charakterizované pomocou vhodnej kombinácie analytických metód za účelom sledovanie vzťahu ich štruktúry a výsledných vlastností. Najvhodnejšie technológie budú následne transferované na prakticky využiteľné substráty na mikro- a makroškále. Našou konečnoiu snahou bude vyvynúť nízkotrecie povlaky pre vybrané aplikácie.

CEMEA - Vybudovanie centra pre využitie pokročilých materiálov SAV

Building a centre for advanced material application SAS

Doba trvania: 1. 7. 2019 - 30. 6. 2023
Program: Štrukturálne fondy EÚ Výskum a inovácie
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Majková Eva DrSc.
Anotácia:Predkladaný projekt je komplementárny k projektu v rámci programu H2020 WIDESPREAD-1-2014-Teaming - Building-up Centre of Excellence for advancedmaterials application CEMEA, No. 664337, ktorý získal Seal of excellence a odporúčanie pre národné financovanie. Miesto realizácie projektu je Bratislavský kraj.Cieľom projektu je etablovať v SAV organizáciu Centrum pre využitie pokročilých materiálov SAV, centrum špičkového nezávislého výskumu so zameraním namodifikáciu povrchov a rozhraní pre nové funkcionality štruktúr a prvkov v oblasti pokročilých (nano)materiálov, udržateľnej energie a biomedicíny. Ide o výskumnových nízkorozmerných (LD) nanomateriálov, nových kompozitov a vrstvových štruktúr so zlepšenými alebo novými vlastnosťami zaujímavými pre aplikácie.Výskumná téma pokrýva 6 oblastí výskumu - podaktivít projektu. Projekt podporuje okrem žiadateľa SAV, 7 výskumných inštitúcií (ElU SAV, FU SAV, UPo SAV,UMMS SAV, UACH SAV, BMC SAV a CEMEA SAV).

PHOTOSURF - Využitie fotochemicky indukovanej radikálovej polymerizácie s prenosom atómu pri cielenej modifikácii povrchov

-

Doba trvania: 1. 1. 2019 - 31. 12. 2022
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Mosnáček Jaroslav DrSc.

BioSurf - Vývoj bioaktívneho nitridu kremičitého modifikáciou povrchovej vrstvy

Development of the bioactive silicon nitride by surface modification

Doba trvania: 1. 7. 2019 - 31. 12. 2022
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: doc.Ing. Hnatko Miroslav PhD.
Anotácia:Predpokladaný projekt navrhuje nový inovatívny spôsob prípravy nitridu kremičitého pre využitie v ortopédii a stomatológii pri náhradách kostí. Hlavným cieľom je vývoj unikátneho materiálového zloženia povrchovej vrstvy s výrazne zvýšenou bioaktívnou schopnosťou

Celkový počet projektov: 7