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

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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.

EtapaEtape/ ActivitatiCalendar
     IProprietatile optice si electrochimice ale nanotuburilor de carbon functionalizate cu heteropoliacizi/CO - INCDFM28.02.2009
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
    IISinteza si caracterizarea fizico-chimica a polimerilor conductori folositi ca matrice gazda pentru nanotuburile de carbon functionalizate cu hetero-poliacizi /CO-INCDFM15.12.2009
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
    IIISinteza chimica si electrochimcia si caracterizarea optica a compozitelor bazate pe nanotuburi de carbon stabilizate cu heteropoliacizi si polimeri conductori/CO-INCDFM17.12.2010
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
 

Activitate 3.4 Studii si analize prin spectroscopie de impedanta electro-chimica privind influenta temperaturii asupra proprietatilor electrochimice a polimerului conductor  de tip polidifenilamina dopata cu heteropolianioni in prezenta si absenta nanotuburilor de carbon
Activitate 3.5 Participarea la manifestari tehnico-stiintifice din domeniul proiectului
Activitate 3.6 Studii si analize vascozimetrice ale polimerilor conductori dopati cu heteropolianioni – factor important in izolarea si manipularea nanotuburilor de carbon individuale
Activitate 3.7 Participarea la manifestari tehnico-stiintifice din domeniul proiectului
    IVDeterminarea 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-INCDFM01.10.2011
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

PartenerSintezaAnaliza
INCDFMChemistry laboratory endowed with: recess, drying stove, analytic balance-Explorer Proultrasonication bath Elma S120 Elmasonic, mechanical stirring apparatus IKA&RTC basic, Sigma 2-16 ultra centrifugetubular oven Protherm Alser Tecknik series, FALC thermostat,  potentiostat/galvanostat Voltalab 80 Radiometer Analyticali) 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


Back to top

Copyright © 2022 National Institute of Materials Physics. All Rights Reserved