Materiale hibride bazate pe nanotuburi de carbon, heteropoliacizi si polimeri conductori pentru aplicatii in domeniul stocarii energiei
Project Director: Dr. Mihaela BAIBARAC
Durata Proiectului : 3 ani ( 01.10.2008- 01.11.2011 )
Autoritatea Contractanta: Centrul National de Management Programe (CNMP)
Acest proiect dezvolta : i) producerea a noi materiale bazate pe nanotuburi de carbon (NC), heteropoliacizi (H) cu structura Keggin si polimeri conductori (PC), ii) caracterizarea prin metode optice ne-destructive si tehnici electrochimice si iii) folosirea acestor materiale in aplicatii demonstrative in domeniul stocarii energieie, ca material activ in supercapacitori.
Proiectul desfasoara activitati privind :
a) evaluarea interactiilor chimice si fizice care au loc intre componeneti care formeaza materialele compoziget prin a1) studii de spectroscopie de absorbtie UV-VIS-NIR si fotoluminescenta si a2) spectroscopie vibrationala (imprastierea Raman de volum si suprafata si spectroscopia FTIR) si
b) caracterizarea electrochimica a noilor materiale compozite prin b1) studii de spectroscopie de impedanta electrochimica prinvind interactia nanotuburilor de carbon cu heteropoliacizi de tipul acidului fosfor molibdenic, acidului silicotungstic si acidului fosfortungstic si influenta amestecului de sinteza si a temperaturii asupra proprietatilor conductoare ale materialului hibrid de tip nanotuburi de carbon/heteropoliacizi/polimeri conductori si b2) teste de incarcare-descarcare pentru evaluarea supercapacitorilor bazati pe nanotuburi de carbon, heteropoliacizi si polimeri conductori. In acest proiect sunt studiate nanotuburi de carbon cu unu, doi si mai multi pereti si polimeri conductori precum poli 5-amino-1-naftol, poli pirol si poli difenilamina.
Obiective
Principalele obiective ale acestui proiect sunt:
i) elaborarea de noi metode de purificare a nanotuburilor de carbon in prezenta mediului acid si a surfactantilor neutri;
ii) evidentierea prin studii de spectroscopie vibrationala a nanotuburilor de carbon functionalizate cu heteropoliacizi cu structura Keggin;
iii) dezvoltare de metode de sinteza chimica si electrochimica in scopul obtinerii compozitelor bazate pe nanotuburi de carbon functionalizate atat cu heteropoliacizi cat si cu polimeri conductori si caracterizarea lor optica;
iv) determinarea parametrilor principali de functionalizare a supercapacitorilor simetrice bazati pe electrozi avand ca material activ nanotuburi de carbon functionalizate cu heteropoliacizi si polimeri conductori.
Consortium
Institutia coordonatoare: Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor
INCDFM http://www.infim.ro
Dr. Lucian Pintilie
General Director
Address: Atomistilor str. 105 bis,
PO Box MG. 7
Magurele Bucuresti, Romania
077125
Email: pintilie@infim.ro
Tel: +40213690185
Fax: +40213690177
INCDFM, Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor
UPB , Universitatea Politehnica Bucuresti
ICF, Institutul de Chimie Fizica “Ilie Murgulescu” al Academiei Romane
Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor
INCDFM http://www.infim.ro
Director de Proiect: Dr. Mihaela Baibarac <barac@infim.ro>
Strada: Atomistilor, Nr 105 bis, Magurele-Ilfov
Tel: +40-21369 0170 / 112
Fax : +40-21369 0177
Universitatea Politehnica Bucuresti
UPB http://www.upb.ro/
Responsabil: Prof. Dr. Ioan Viorel Branzoi <iv_branzoi@chim.upb.ro>
Splaiul Independentei 313, Sector 6, 060042-Bucuresti ROMANIA
Tel: +0214023977
Fax:+40213154193
Institutul de Chimie Fizica “Ilie Murgulescu” al Academiei Romane
ICF http://www.icf.ro
Responsabil: Dr. Florina Branzoi <fbranzoi@chimfiz.icf.ro>
Spl Independentei, Nr 202, Sector 6, Bucuresti
Tel : +0 213167912/16
FAX : + 0213121147
Lucrari Publicate
- M. Husanu, M. Baibarac, I. Baltog
"Non-covalent functionalization of carbon nanotubes: Experimental evidence for isolated and bundled tubes"
Physica E-Low-dimensional Systems and Nanostructures, 41 (1), 66-69, 2008 - M. Baibarac, I. Baltog, S. Lefrant
"Raman spectroscopic evidences for the interface interactions in poly(bithiophene)/single-walled carbon nanotubes composites"
Carbon, 47 (5), 1389-1398, 2009 - V. Branzoi, F. Branzoi, L. Pilan
"Characterization of electrodeposited polymeric and composite modified electrodes on cobalt based alloy"
Materials Chemistry and Physics, 118 (1), 197-202, 2009 - M. Baibarac, I. Baltog, S. Lefrant
"Composites Based on Conducting Polymers and Carbon Nanotubes"
chapter 5 in Nanostructured Conductive Polymers, Editor Ali Eftekhari, A John Wiley and Sons, Ltd, 209-260, 2010 - M. Baibarac, I. Baltog, S. Lefrant
"Recent progress in synthesis, vibrational characterization and applications trend of conjugated polymers/carbon nanotubes composites"
Current Organic Chemistry,15 (8),1160-1196, 2011 - S. Lefrant, J.P. Buisson, J.Y. Mevellec, M. Baibarac, I. Baltog
"Non-linear and resonance effects in carbon nanotube structures"
Optical Materials, 33, 1410-1414, 2011 - I. Baltog, M. Baibarac, I. Smaranda, S. Lefrant
"Abnormal anti-Stokes Raman emission as a coherent anti-Stokes Raman scattering-like process in disordered media"
Journal of Physics B-Atomic Molecular and Optical Physics, 44 (9), 095401, 2011 - M. Baibarac, I. Baltog, S. Lefrant, P. Gomez-Romero
"Polydiphenylamine/carbon nanotube composites for applications in rechargeable lithium batteries"
Materials Science and Engineering B-Advanced Functional Solid state Materials, 176, 110-120, 2011 - M. Baibarac, I. Baltog, I. Smaranda, M. Scocioreanu, et al.
"Spectroelectrochemical properties of single walled carbon nanotubes functionalized with polydiphenilamine doped with phorphormolibdic acid heteropolyanions"
Current Organic Chemistry, submitted, 2011
Conferinte & Mese rotunde
M. Baibarac, I. Baltog, S. Lefrant, P. Gomez-Romero, Optical and electrochimical properties of the composites based on poly diphenylamine and single walled carbon nanotubes, International Conference on carbon nanostructured materials, 4-8 Octombrie 2009, Grecia.
V. Branzoi, F. Branzoi and L. Pilan, Nanoporous Composites Based on Carbon Nanotubes and Conducting Polymers for Obtaining of Modified Electrodes, 218 ECS Meeting, The Electrochemical Society, Meeting, 10-15 Oct, 2010, Las Vegas, Nevada.
| Etapa | Etape/ Activitati | Calendar | ||||
| I | Proprietatile optice si electrochimice ale nanotuburilor de carbon functionalizate cu heteropoliacizi/CO - INCDFM | 28.02.2009 | ||||
| Activitatea 1.1 Elaborarea metodei de purificare si functionalizare controlata cu heteropoliacizi a nanotuburilor de carbon – solutie noua de produs | ||||||
| Activitate 1.2 Studii si analize prin spectroscopie Raman si de absorbtie UV-VIS-NIR pe nanotuburi de carbon functionalizate chimic si electrochimic cu heteropoliacizi | ||||||
| Activitatea 1.3 Diseminarea pe scara larga prin publicarea in reviste natioanle si internationale a rezultatelor obtinute | ||||||
| II | Sinteza si caracterizarea fizico-chimica a polimerilor conductori folositi ca matrice gazda pentru nanotuburile de carbon functionalizate cu hetero-poliacizi /CO-INCDFM | 15.12.2009 | ||||
| Activitatea 2.1 Elaborarea metodei de sinteza chimica si electrochimica a polimerilori conductori de tip poli 5-amino-1-naftol, polipirol si polidifenilamina dopati cu heteropolianioni | ||||||
| Activitatea 2.2 Studii si analize prin spectroscopie Raman, si FTIR ale polimerilor conductori dopati cu heteropolianioni | ||||||
| Activitatea 2.3 Diseminarea pe scara larga prin publicarea in reviste nationale si internationale a rezultatelor obtinute | ||||||
| III | Sinteza chimica si electrochimcia si caracterizarea optica a compozitelor bazate pe nanotuburi de carbon stabilizate cu heteropoliacizi si polimeri conductori/CO-INCDFM | 17.12.2010 | ||||
| Activitate 3.1 Elaborarea metodei de sinteza chimica si electrochimica a materialelor compozite bazate pe nanotuburi de carbon functionalizate cu heteropoliacizi si polimeri conductori | ||||||
| Activitate 3.2 Studii si analize pentru caracterizarea prin spectroscopie Raman – SERS, FTIR, UV-VIS-NIR si fotoluminescenta a nanotuburilor functionalizate cu heteropoliacizi si polimeri conductori | ||||||
| Activitatea 3.3 Diseminarea pe scara larga prin publicarea in reviste nationale si internationale a rezultatelor obtinute | ||||||
| ||||||
| IV | Determinarea performantelor de functionare pentru super-capacitorii electrochimici simetrici utilizand ca electrozi activi materiale de tipul compozitului nanotub de carbon functionalizat cu heteropoliacizi /polimeri conductori CO-INCDFM | 01.10.2011 | ||||
| Activitate 4.1 Teste de incarcare-descarcare pe supercapacitori electrochimici folosind ca material activ pentru electrozi: i) nanotuburi de carbon functionalizate cu heteropoliacizi si ii) polimeri conductori dopati cu heteropolianioni | ||||||
| Activitatea 4.2 Proiectarea modelului functional al supercapacitorilor care folosesc ca materiale active compozite de tip NC/H/PC | ||||||
| Activitate 4.3 Model functional experimental de supercapacitor simetric utilizand ca material pentru electrozi compozite din nanotuburi de carbon func-tionalizate cu heteropoliacizi/ polimeri conductori | ||||||
| Activitate 4.4 Elaborare documentatiei tehnice a tehnologiei de preparare a materialelor activ NC/H/PC si a supercapacitorilor simetrici folosind compusii mai sus mentionati | ||||||
| Activitate 4.5 Diseminarea pe scara larga prin publicarea in reviste nationale si interna- tionale a rezultatelor obtinute | ||||||
| Activitate 4.6 Participarea la manifestari tehnico-stiintifice din domeniul proiectului | ||||||
| Activitate 4.7 Identificarea si atribuirea drepturilor de proprietate intelectuala asupra rezultatelor; taxa de brevetare institutionala | ||||||
| Activitate 4.8 Identificarea si atribuirea drepturilor de proprietate intelectuala asupra rezultatelor; taxa de brevetare institutionala | ||||||
| Activitate 4.9 Studii si analize prin spectroscopie de impedanta electro-chimica privind influenta temperaturii asupra proprietatilor electrochimice a polimerilor conductori poli 5-amino-1-naftol si poli pirol dopata cu heteropolianioni in prezenta si absenta nanotuburilor de carbon | ||||||
| Activitate 4.10 Participarea la manifestari tehnico-stiintifice din domeniul proiectului | ||||||
| Activitate 4.11 Studii si analize vascozimetrice ale polimerilor conductori dopati cu heteropolianioni – factor important in izolarea si manipularea nanotuburilor de carbon individuale | ||||||
| Activitate 4.12 Participarea la manifestari tehnico-stiintifice din domeniul proiectului |
Resurse
| Partener | Sinteza | Analiza |
| INCDFM | Chemistry laboratory endowed with: recess, drying stove, analytic balance-Explorer Pro, ultrasonication bath Elma S120 Elmasonic, mechanical stirring apparatus IKA&RTC basic, Sigma 2-16 ultra centrifuge, tubular oven Protherm Alser Tecknik series, FALC thermostat, potentiostat/galvanostat Voltalab 80 Radiometer Analytical | i) FT Raman spectrometer RFS-100 Bruker; ii) spectrometer Horiba Jobin Yvon Fluorolog, model FL-3.22; iii) Raman experimental set-up operating with excitation light comming from a Argon and Krypton lasers; iv) Photoluminescence experimental set-up operating under pulse excitation; v) Photoconductivity experimental set-up with Vibrating Reed electrometer as detector; vi) FTIR spectrometer model Bruker IFS/Vertex 80; vii) absorption spectrometer UV-VIS-NIR, Lamda 90, Perkin Elmer; |
PROJECTS/ PROIECTE NATIONALE
Copyright © 2024 National Institute of Materials Physics. All Rights Reserved