 |
Spectroelectrochemical study of conducting polymer-based composites
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
105773 |
| Type |
PD |
| Principal investigator |
Peintler-Kriván, Emese |
| Title in Hungarian |
Vezetőpolimer-alapú kompozitok spektroelektrokémiai tanulmányozása |
| Title in English |
Spectroelectrochemical study of conducting polymer-based composites |
| Keywords in Hungarian |
vezető polimer, spektroelektrokémia, kompozit, félvezető oxid |
| Keywords in English |
conducting polymers, spectroelectrochemistry, composites, semiconducting oxides |
| Discipline |
| Physical Chemistry and Theoretical Chemistry (Council of Physical Sciences) | 50 % | | Ortelius classification: Electrochemistry | | Material Science and Technology (chemistry) (Council of Physical Sciences) | 50 % |
|
| Panel |
Chemistry 1 |
| Department or equivalent |
Department of Physical Chemistry and Materials Science (University of Szeged) |
| Starting date |
2012-09-01 |
| Closing date |
2014-06-30 |
| Funding (in million HUF) |
18.496 |
| FTE (full time equivalent) |
1.28 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A jövőt érintő energiaproblémák arra ösztönzik a kutatókat, hogy olyan környezetbarát eljárásokat találjanak, amelyekkel a hagyományos és kimerülőben lévő energiaforrások kiválthatók lennének. Ezen aktuális irányok egyike a napenergia felhasználással működő fotoelektrokémiai cellák kifejlesztése, melyekben számos félvezető oxidot (pl. TiO2, ZnO) próbáltak már ki ígéretes eredménnyel. Napjainkban ezen anyagok más kémiai anyaggal való kombinációjának, kompozitjainak előállítása, és belőlük nanostruktúrák kialakítására jut nagyobb figyelem. Jelen pályázat célja is ez, nevezetesen a félvezető-oxidokat a vezető polimerekkel kombinálva, jobb fotokatalitikus tulajdonságokkal rendelkező kompozitokat állítsunk elő elektrokémiai úton. A rendelkezésünkre álló módszerekkel (elektrokémia, UV-VIS-NIR, EQCM, SEM, EDX) jellemezzük a polimereket, a félvezető oxidot és kompozitjaikat.
A program során a kutatóhely a kontrollált oxigén- és nedvességtartalmú légkört biztosító szárazfülke szakszerű használatához fontos oxigénszenzorhoz és oxigénmentesítő egységhez, valamint a szárazfülkébe tehető kis méretű potencio/galvanosztáthoz jutna infrastrukturális fejlesztésként.
A pályázat témája lehet egy-egy hallgató projekt-, diplomamunkájának. A munkaterv eredményeiből évi 1-2 referált, nemzetközi folyóiratban való publikáció várható, és amelyekről nemzetközi konferenciákon szeretnék beszámolni.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A pályázat célkitűzései között szerepel, hogy a fotoelektrokémiai alkalmazásokhoz a meglévő anyagoknál kedvezőbb tulajdonságú anyagok szintézisét és jellemzését végezzük el, nevezetesen a félvezető-oxidokat (pl. ZnO) a vezető polimerekkel (polipirrol- és politiofénszármazékok) kombinálva, jobb fotokatalitikus tulajdonságokkal rendelkező kompozitokat állítsunk elő elektrokémiai úton.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A pályázat témájában előforduló vezető polimerek olcsó, nagyobb mennyiségben és szinte tetszőleges szubsztrátra leválasztható, vezető tulajdonságú anyagok. Színük, így optikai tulajdonságaik hangolhatók, párhuzamosan elektrokémiai tulajdonságaikkal. Számos publikáció található már arról is, hogy már rutinszerűen előállíthatók nanoléptékben polimerstruktúrák. Kidolgozzuk a félvezető oxid és a vezető polimer elektrokémiai szintézisének körülményeit és jellemezzük az előálló anyagok spektrális (UV-VIS-NIR) és elektrokémiai tulajdonságait, külön-külön és a kompozitban is. Elvégezzük az új anyagi minőség anyagtudományi területen elvárható módszerekkel történő jellemzését (FTIR/ATR, SEM, TEM, EDX).
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Egyes becslések szerint az emberiség energiaigénye 2035-re 50%-kal lesz nagyobb, mint 2007-ben volt. Ezek a közeli jövőt érintő energiaproblémák arra ösztönzik a kutatókat, hogy olyan környezetbarát eljárásokat találjanak, amelyekkel a hagyományos és kimerülőben lévő energiaforrások kiválthatók lennének. Ezen aktuális "zöld" irányok egyike a napenergia felhasználással működő fotoelektrokémiai cellák kifejlesztése, melyekben számos félvezető oxidot (pl. TiO2, ZnO) próbáltak már ki ígéretes eredménnyel. A tökéletes megoldás megtalálása még várat magára, hiszen ezen klasszikusnak számító anyagok egyelőre kis hatékonysággal működnek, nem biztosítva azt az energiasűrűséget, amelyet a gyakorlati alkalmazások igényelnek. Munkánk során megpróbálunk olyan új, vezetőpolimer alapú összetett anyagokat előállítani, amelyek eséllyel helyettesíthetik a meglévő anyagokat vagy legalábbis javíthatják tulajdonságaikat, felhasználhatók hatékonyabb cellák működtetéséhez.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Researchers, among them electrochemists too, are inspired to find alternative („green”) procedures for solving the problems with the source of energy predicted for the future. One of these trends is the development of photoelectrochemical solar cells, in which numerous promising semiconductors have been tried. Nowadays, in the focus of the researches are the special composites of semiconducting oxides.
The aim of this project is to combine the nanostructured semiconducting oxides and CPs together, in order to achieve their composites with better photoactivity. We are going to characterize the polymers, the semiconducting oxides, as well as their composites by various techniques (electrochemistry, UV-VIS-NIR, EQCM, SEM, EDX).
During the realization of the research program the group could use an existing dry box ensuring controlled atmosphere of oxygen and moisture level for non-aqueous applications. We are going to acquire a new small potentio/galvanostat unit into dry box for electrochemical applications.
According to the plans graduate students will be involved in the project. The results obtained could be incorporated into their project-, diploma work. On the basis of the results 1-2 papers per year could be submitted and they are planned to be presented at international conferences as well.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The aim of present proposal is to combine the semiconducting oxides (e.g. ZnO) and CPs (e.g. polypyrrole and polythiophene or substituted derivatives) together by electrodeposition, in order to achieve their composites with better photoactivity. We are going to characterize the polymers, the semiconducting oxides, as well as their composites by various techniques.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Conducting polymers can be produced at low price, in large amount, their band gap is more appropriate and tunable (1.5-3 eV). Due to their high molar absorbances, their thin layers show intensive absorption in the visible range. Since their electrochemical, optical properties can be easily controlled by the conditions of the synthesis, there are possibilities for the improvement of the photoactivity. Within the confines of the proposal, we are going to optimize the synthesis conditions of polymers, inorganic oxide and their composites. We are going to give a complete characterization of the new materials (FTIR/ATR, SEM, TEM, EDX).
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
According to studies, the world's total energy consumption will rise by approx. 50% between 2007 and 2035. Because of these problems, the researchers, among them electrochemists too, are inspired to find alternative („green”) procedures for solving the problems with the source of energy predicted for the future. One of these trends is the development of photoelectrochemical solar cells, in which numerous promising semiconductors (e.g. TiO2, ZnO) have been tried. However, the large scale practical application of the semiconductors in photoelectrochemical cells is lagged behind the expectations because of the poor efficiency and small density of energy needed by the real applications. We hope, that the oxides and their nanocomposites with an appropriately chosen CPs may offer new opportunities for realization of photoelectrochemical process.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
