Wyniki 1-3 spośród 3 dla zapytania: authorDesc:"Mariusz Walkowiak"

Nanokompozyty tlenków metali przejściowych z grafenem jako materiały anodowe dla wysokoenergetycznych ogniw litowych DOI:10.15199/62.2017.6.4


  Akumulatory litowo-jonowe (Li-ion), będące przedmiotem dynamicznego rozwoju od czasu ich pierwszej komercjalizacji przez firmę Sony w 1991 r., osiągnęły status dominującej technologii chemicznych źródeł prądu stosowanych do zasilania przede wszystkim przenośnych urządzeń elektronicznych, takich jak laptopy, smartfony i aparaty fotograficzne. W ostatnich latach obserwuje się również dynamiczny proces adaptowania akumulatorów Li-ion do zastosowań w technologiach medycznych, wojskowych, w urządzeniach magazynujących energię, aInstytut Metali Nieżelaznych Oddział w Poznaniu, Centralne Laboratorium Akumulatorów i Ogniw, Poznań Mariusz Walkowiaka, Paulina Półrolniczaka, Krzysztof Wasińskia, Magdalena Przybylczaka Nanocomposites of transition metal oxides with graphene as anode materials for high-energy lithium batteries Nanokompozyty tlenków metali przejściowych z grafenem jako materiały anodowe dla wysokoenergetycznych ogniw litowych DOI: 10.15199/62.2017.6.4 Dr Paulina PÓŁROLNICZAK - notkę biograficzną i fotografię Autorki drukujemy w bieżącym numerze na str. 1222. Dr inż. Krzysztof WASIŃSKI - notkę biograficzną i fotografię Autora drukujemy w bieżącym numerze na str. 1236. Mgr inż. Magdalena PRZYBYLCZAK - notkę biograficzną i fotografię Autorki drukujemy w bieżącym numerze na str. 1236. Instytut Metali Nieżelaznych Oddział w Poznaniu, Centralne Laboratorium Akumulatorów i Ogniw, ul. Forteczna 12, 61-362 Poznań, tel.: (61) 279-78-20, fax: (61) 279-78-97, e-mail: mariusz.walkowiak@claio.poznan.pl Dr hab. inż. Mariusz WALKOWIAK w roku 1997 ukończył studia na Wydziale Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej, kierunek technologia chemiczna nieorganiczna W 2006 r. uzyskał stopień doktora nauk chemicznych w zakresie technologii chemicznej, a w 2017 r. stopień doktora habilitowanego na tej samej uczelni. Jest kierownikiem Zakładu Zaawansowanych Materiałów w Instytucie Metali Nieżelaznych Oddział w Poznaniu, Centralne Labora[...]

Kserożele węglowe jako składnik katody siarkowej w ogniwach litowo-siarkowych DOI:10.15199/62.2017.6.5


  Baterie litowo-jonowe są od ponad dwóch dekad powszechnym źródłem zasilania dla przenośnych urządzeń elektronicznych oraz pojazdów elektrycznych, z uwagi na większą gęstość energetyczną w porównaniu z pozostałymi chemicznymi źródłami prądu.Mechanizm działania baterii litowo-jonowych opiera się na mechanizmie odwracalnej insercji jonów litu, a pojemność ogniwa i gęstość energetyczna zależy od zastosowanych materiałów elektrodowych. Wydajność katodowych materiałów tlenkowych osiągnęła limit 250 mAh/g, a pojemność grafitowej anody jest ograniczona do 370 mAh/g. Rosnące zapotrzebowanie energetyczne rynku zmusza do poszukiwania rozwiązań technologicznych oferujących wyższą gęstość energii1-3). W przypadku zasilania samochodów hybrydowych i elektrycznych bateria litowo-jonowa ważąca 200 kg o gęstości energetycznej 140 Wh/kg pozwala na przejechanie dystansu 150 km na jednym ładowaniu. Aby uzyskać 500 km z jednego ładowania baterii, należy opracować technologię o gęstości energetycznej przekraczającej 500 Wh/kg4). Metaliczny lit jest uważany za najlepszą anodę ze względu na małą gęstość i największą pojemność teoretyczną wynoszącą 3860 mAh/g. Dobrą elektrodą przeciwną dla litu jest siarka, która jest tania, dostępna i nietoksyczna. Jej pojemność teoretyczna jest o rząd wielkości wyższa od pojemności tlenków metali przejściowych. Układ litowo-siarkowy pozwala, w porównaniu z innymi układami, osiągnąć gęstość energetyczną 2600 Wh/kg przy niższym napięciu pracy i mniejszym koszcie wytworzenia baterii5, 6). Mechanizm działania baterii litowo-siarkowych opiera się na reakcji redoks. W procesie rozładowania elementarna siarka w reakcji z litem ulega redukcji do polisiarczków litu. Polisiarczki litu rozpuszczają się w elektrolicie i krążą między anodą i katodą. Na anodzie ulegają dalszej redukcji do polisiarczków litu o krótszych łańcuchach, a na katodzie ponownie utleniają się do polisiarczków o dłuższych łańcuchach. Jest to tak zwany mechani[...]

Tlenek manganu-sodu jako materiał aktywny katody ogniwa sodowo-jonowego DOI:10.15199/62.2017.6.8


  W ostatnich latach odnotowano znaczący postęp w opracowaniu nowych materiałów elektrodowych do ogniw sodowo-jonowych (Na-ion). Rozwój technologii Na-ion podyktowany jest bardzo szerokim (w przeciwieństwie do litu) rozpowszechnieniem sodu w przyrodzie oraz tym, że ogniwa tego typu mogą pracować na zasadzie bardzo podobnej do zasady pracy ogniw litowych. Do tej pory zidentyfikowano podstawowe grupy materiałów anodowych, katodowych oraz elektrolity. Celem badań naukowych pozostaje nadal wyjaśnienie złożonych procesów elektrochemicznej (de)insercji sodu w materiałach elektrodowych. Materiał katodowy ogniwa Na-ion powinien charakteryzować się potencjałem wyższym niż 2 V względem elektrody sodowej Na|Na+.Struktura krystaliczna materiału musi umożliwiać efektywny proces insercji oraz deinsercji sodu podczas pracy ogniwa i jednocześnie nie ulegać zmianom. Dodatkowo wymagane jest zapewnienie przewodnictwa elektronowego oraz kompatybilności z elektrolitem. Preferowane są tanie i nietoksyczne materiały. Wymagania te spełniają tlenki o wzorze ogólnym NaxMeOy, w którym Me oznacza metal (najczęściej kobalt, mangan lub nikiel), a x i y określają liczbę poszczególnych atomów metali w tlenku. W literaturze opisano także połączenia mieszane zawierające dwa lub więcej atomów metali przejściowych. Pod względem struktury dominują dwa charakterystyczne układy: P2 i O3. Oznaczenia literowe wskazują, które miejsca w sieci krystalicznej są obsadzone przez kationy sodu. Cyfra określa liczbę warstw MeOy. Zarówno NaxMeOy, jak i mieszane tlenki zawierające dwa lub więcej różnych atomów metali przejściowych mogą być łatwo syntezowane w atmosferze powietrza w fazie stałej lub poprzez współstrącanie lub też hydrotermalnie1). Syntezę hydrotermalną krystalicznego połączenia tlenków o wzorze NaxMnO2 opisano już w 1981 r.2). Wykazano, że struktura kryształu, w tym stosunek x/y, ma decydujący wpływ na chemiczne i fizyczne właściwości tlenków manganu-sodu. Syntezy[...]

 Strona 1