Reciclarea catozilor, bazati pe nanotuburi de carbon si polimeri conductori, din bateriile de Li reincarcabile uzate
Project Director: Dr. Mihaela BAIBARAC
Numar proiect: COFUND-LEAP-RE-RCLIB-1
Numar contract finantare: 13/1.03.2024
Titlul proiectului: Reciclarea catozilor, bazati pe nanotuburi de carbon si polimeri conductori, din bateriile de Li reincarcabile uzate
Sigla proiect:

Coordonator proiect: Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor
Director proiect: Dr. Mihaela Baibarac
Parteneri: Centrul IT Pentru Stiinta si Tehnologie S.R.L., Romania
- Proiectul este finantat de catre UEFISCDI - Program 5.8. - Cooperare europeană și internațională, Subprogramul 5.8.1. - Orizont Europa, Program LEAP-RE
- Valoare proiect (buget/cofinantare in lei): 1.345.500,00 lei (Sursa 1 – de la bugetul de stat: 975.000 lei; Sursa 2 –din alte surse atrase: 95.500, 00 lei, Sursa 3- de la Comisia Europeana: 275.000 lei)
- Detalii despre proiect
Componenta consortiului:
- Institutul National De Cercetare - Dezvoltare Pentru Fizica Materialelor, Romania
- Centrul IT Pentru Stiinta si Tehnologie S.R.L., Romania
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Italia
- Mohammed VI Polytechnic University, Maroc
- Badji Mokhtar University, Algeria
- University Cadi Ayyad, Maroc
Obiectivul proiectului: Obiectivul general al acestui proiect este reciclarea catozilor, din RLIB uzate de tipul (-) Li/ compozit PDPA/CNs (+), prin fabricarea de noi electrozi care să conțină compozitele CPd/CNs, CPd/OCN, CPd/CNs/PVDF și CPd/Biochar/ CNs (CPd și OCN reprezintă CP în stare dopată și, respectiv, CN oxidat) ca materiale active pentru celulele supercapacitorilor și bateriilor reincarcabile cu litiu.
Durata implementarii: 01.03.2024 – 28.02.2026 (24 luni)
Rezultatele preconizate ale proiectului: Rezultatelel acestui proiect vor fi: a) sinteza a noi compozite utilizand materialele separate din catozii uzati ai bateriilor reincarcabile cu litiu, b) prepararea a noi electrozi folosind compozitele preparate in acest proiect si evaluarea performantelor acestora in celulele supercapacitorilor si a bateriilor reincarcabile cu litiu; c) o cerere de brevet, d) min.5 articole ISI, din care 2 avand coautori membrii celor doi parteneri din Romania; si e) min. 6 contributii la conferinte nationale/internationale.
Echipele proiectului
- Institutul National De Cercetare - Dezvoltare Pentru Fizica Materialelor, Romania
- Centrul IT Pentru Stiinta si Tehnologie S.R.L., Romania
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Italia
- Mohammed VI Polytechnic University, Maroc
- Badji Mokhtar University, Algeria
- University Cadi Ayyad, Maroc
Institutul National De Cercetare - Dezvoltare Pentru Fizica Materialelor, Romania
Dr. Mihaela Baibarac
Dr. Ion Smaranda
Dr. Andreea Nila
Dr. Malvina Stroe
Dr. Adelina Udrescu
Dr. Mirela Vaduva (Ilie)
Dr. Elena Matei
Dr. Catalin Negrila
PhD student Monica Daescu (Dinescu)
PhD student Cristina-Stefania Florica
Andreea Gabriela Androne
PhD student Teodora Burlanescu
PhD student Radu Constantin Cercel
PhD student Madalina Chivu
PhD student Mirela Andreea Paraschiv (Cristea)
Tech. Ion Lutea
Post vacant
Centrul IT Pentru Stiinta si Tehnologie S.R.L., Romania
Dr. Oana Cramariuc
Dr. daniela Cristina Nastac
Dr. Aina Mirela Sandu
Dr. Irina Georgiana Mocanu
Dr. Dorin Stanciu
Dr. Imad Alex Awada
Dr. Marius Dragoi
Dr. Andreea Cristiana Ciobanu
Dr. Mihai Ganciu
Dr. Maria Cristea
Catalina Neamtu
Dr. Liviu Daniel Enache
Alexandru Chivu
Andrei Mocanu
Catalin Mihai Radu
Alexandra Raluca Mocanu
Stelian-Cosmin Enache
Matei Vasilache
Otilia Enache
Teodor Ciobanu
Andrei Cojocaru
Mara Georgescu
Post vacant ACS
Raportare
Anul 2024- Etape I
Principalele activitati desfasurate au vizat: i) sinteza si caracterizarea optica a compozitelor polidifenilamina/nanotuburi de carbon cu mai multi pereti ; ii) preparare electrozilor continand compozitele bazate pe polidifenilamina si nanotuburi de carbon cu mai multi pereti; iii) recuperarea catozilor din bateriile uzate si separarea constituentilor pentru utilizarea in noi dispozitive de stocare a energiei; iv) caracterizarea optica si structurala a compusilor separati din catozii uzati; v) sinteza compozitelor de tip polidifenilamina/nanotuburi de carbon/polifluorura de vinilinen (PDPA/CNT/PVDF) si polidifenilamina/nanotuburi de carbon cu mai multi pereti oxidate continand grupari carboxil; vi) prepararea fibrelor bazate pe PVDF, PDPA si nanotuburi de carbon; vii) sinteza compozitului polidifenilamina/Biochar/nanotuburi de carbon cu mai multi pereti si caracterizarea lor; viii) testarea compozitului polidifenilamina/nanotuburi de carbon cu mai multi pereti ca material activ de electrod in celulele supercapacitorilo; si ix) comunicarea rezultatelor prin participarea la conferinte si generarea unei pagini web a proiectului. Principalele rezultate ale acestor activitati au fost: i) polimerizarea chimica a difenilaminei in prezenta nanotuburilor de carbon cu mai multi pereti (MWNT) in prezenta agentilor oxidanti de tip K2Cr2O7 si H2SO4 conduce la compozite de tip polidifenilamina si nanotuburi de carbon cu mai multi pereti continand grupari carboxil (MWNT-COOH); ii) testele galvanostatice de incarcare/descarcare ale bateriilor reincarcabile cu Li au indicat o variatie a capacitantei de la 80 mA h/g la 40 mA h/g, iii) a fost dezvoltata o tehnologie de laborator in vederea separarii fractiilor de tip a) MWNT-COOH + C super P, b) compozit PDPA/MWNT-COOH + PVDF si c) compusi anorganici de tip LiPF6, Li2CO3 si Li2O, din catozii bateriilor reincarcabile cu litiu ajunse la final de viata care au ca material activ compozite de tip PDPA/MWNT si MWNT-COOH; iv) polimerizarea chimica a difenil aminei in prezenta Biochar si MWNT a condus la obtinerea unor compozite de tip PDPA/Biochar/MWNT; v) in procesul de electrofilare, pentru formarea fibrelor este necesară o
concentrație adecvată a soluției de polimer PVDF, din cauza modificărilor care apar în ceea ce privește vâscozitatea și tensiunea superficială. Studiile preliminare au condus la un amestec de margele si fibre. Conform planului de lucru a fost inregistrata cererea de brevet A2024 00761 cu titlul „Metoda de separarea a constituentilor catozilor din bateriile cu litiu uzate”, autori: M. Baibarac, M. Dinescu, S. Florica, D. C. Nastac, O. T. Cramariuc. Diseminarea rezultatelor a implicat participarea la urmatoarele conferinte cu urmatoarele contributii: i) Composites based on polydiphenylamine and multi-wall carbon nanotubes functionalized with carboxyl acid groups for applications in energy storage, C.S. Florica, M. Dinescu, I. Smaranda, M. Vaduva, A. Nila, O. Cramariuc, S. Bellucci, M. Baibarac, ROCAM 2024 - 10th International conference on Advanced Materials 15-18 July, Bucharest, Romania; ii) Investigation of the electrospinning parameters on the manufacture of PVDF nanofiles, D.C. Nastac, O. Cramariuc, M. Baibarac, ROCAM 2024 - 10th International conference on Advanced Materials 15-18 July, Bucharest, Romania; iii) Recycling cathods of rechargable Li batteries (RCLIB), M. Baibarac, LEAP-RE Stakeholder Forum 2024 – Milan, Italy, 8-11 October 2024. In primul an de implementare a fost construita pagina web a poriectului https://infim.ro/en/project/recycling-of-the-cathodes-based-on-carbon-nanotubes-and-conducting-polymers-from-spent-rechargeable-li-batteries/. Progresul inregistrat a fost diseminat utilizand https://www.linkedin.com/company/rclib/ si https://www.facebook.com/share/p/19C7VQJ1iT/?mibextid=WC7FNe. Alte activitati au vizat: i) organizarea unui “kick-off meeting” cu participarea tuturor partenerilor in data de 19.04.2024 via platforma zoom; ii) vizite de lucru ale Drd. Benaldjja Adebbi Hana si Prof. Ouanassa Guellati, care sustinut in INCDFM seminarul cu titlul “Smart functionalized nanomaterials:1D, 2D & 3D for energy storage, biosensing, water and soil treatment for fundamentl to applied research”.
Anul 2025 – Etapa II
Activitatile desfasurate in Etapa II au vizat: i) testarea electrozilor continand compozitele PDPA/CN, PDPA/OCN si PDPA/CN/PVDF ca materiale active de electrod in celulele supercapacitorilor; ii) testarea electrozilor continand compozitele PDPA/CN, PDPA/OCN si PDPA/CN/PVDF ca material activ de electrod in bateriile reincarcabile cu litiu; iii) Optimizarea celulelor supercapacitorilor - partea I; iv) pregatirea unui articol care sa fie trimis spre publicare la un jurnal cotat ISI; v) o participare cu o contributie la o conferinta nationala/internationala. Principalele rezultate obtinute in Etapa aII-a au fost: i) compozitele de tip PDPA/MWNT si PDPA/MWNT-COOH prezinta atat un efect capacitiv cat si procese de intercalare; ii) fibrele obtinute prin procesul de elctrofilare de tip PVDF/PDPA au diametre de cca. 116-215 nm, in timp ce fibrele de tip PVDF/PDPA/MWNT au diametrul intre 120-10 nm; creșterea concentrației de MWNT în soluția finală de electrofilare conduce la formarea unor rețele conductive de fibre, iii)in cazul bateriilor reincarcabile cu litiu, capacitanta scade cu 15% dupa efectuarea a 1000 de cicluri de incarcare/descarcare galvanostatice; iv) optimizarea supercapacitorilor simetrici a fost realizata prin modificarea raportului masic al celor doi constituenti PDPA si MWNT/MWNT-COOH de la 80%:20% la 70% :30%, cand capacitanta specifica a fost raportata a fi egala cu 352 si 610 /115.14 si 310.06 mF/cm2; v) trimise spre publicare a urmatoarele manuscrise: a) C.S. Florica, A. Nila, M. Vaduva, C. Negrila, C. Bartha, M. Aannir, I.Saadoune, S. Bellucci, O. Cramariuc, M. Baibarac, Comparative analysis of polydiphenylamine/MWNT-COOH composites for supercapacitors: recovered vs. commercal nanotube electrodes, trimisa spre publicare la RSC Adv. 2025; b) F. Djefaflia, O. Guellati, A. N. Merzoug, A. Harat, J. E. Haskouri, I. Janowska, M. Baibarac, Exploring the Synergistic Effects of Ultrafine Polyaniline Nan-ofibers and Oxygen-Modified Multi-Walled Carbon Nanotubes to Enhance Intercalated Electrochemical Performance for Ad-vanced Flexible Supercapacitors, trimisa spre publicare la Materials 2025; c) I. G. Lupu, O. T. Cramariuc, M.R. Zvonaru, D.I.Stanciu, M. C. Grosu, E. Codau, M. Baibarac, D.L. Chicet, Comparative analysis of electrospinning geometries of PEO nanofiber optimization, trimisa spre publicare la Journal of the Textile Institute 2025; si vi) diseminarea rezultatelor prin participarea la urmatoarele conferinte: a) Composites materials for applications in supercapacitors field, T. Burlanescu, S. Florica, M. Vaduva, A. Udrescu, M. Chivu, M. Baibarac, 6th International Conference on Powder Metallurgy & Advanced Materials 29.10.2025 - 01.11.2025, Cluj-Napoca, ROMANIA - poster; si b) Composite materials for applications in energy storage, C.S. Florica, M. Vaduva, T. Burlanescu, M. Baibarac, 6th International Conference on Powder Metallurgy & Advanced Materials 29.10.2025 - 01.11.2025, Cluj-Napoca, ROMANIA – poster. Alte rezultate vizeaza organizarea unui workshop in perioada 6-7.11.2025 (https://infim.ro/workshop-rclib-2025/), care s-a desfasurat in prima zi la INCDFM si a doua zi la CITST in care au fost prezentate subiectele de cercetare ale fiecarei institutii partenere din proiect, principalele rezultate obtinute pana in prezent si sarcinile care au ramas de efectuat in 2026; si actualizarea paginii web a proiectului https://infim.ro/en/project/recycling-of-the-cathodes-based-on-carbon-nanotubes-and-conducting-polymers-from-spent-rechargeable-li-batteries/.
Anul 2026 – Etapa III
Principalele activitati desfasurate in Etapa III sunt: i) optimizarea electrozilor pentru celulele supercapacitorilor – partea a II-a; ii) optimizarea electrozilor pentru utilizarea in bateriile reincarcabile cu litiu ; iii) realizarea unui business plan pentru exploatarea rezultatelor; si iv) diseminare rezultatelor prin transmiterea unui articol la o revista cotata ISI. Rezultatele pentru Etapa a III-a vizeaza: i) obtinerea electrozilor optimizati pentru celulele supercapacitorilor si a bateriilor reincarcabile cu litiu, elaborarea unei lucrari care sa fie trimisa spre publicare, elaborarea unui business plan pentru exploatarea rezultatelor si a unui raport privind inchiderea proiectului. In Etapa a III-a a avut loc si efectuarea unui stagiu de lucru a Prof. Ouanassa Guellati in perioada 7-15 ianuarie 2026.
1) Exploring the Synergistic Effects of Ultrafine Polyaniline Nanofibers and Oxygen-Modified Multi-Walled Carbon Nanotubes to Enhance Intercalated Electrochemical Performance for Advanced Flexible Supercapacitors, Fahima Djefaflia, Ouanassa Guellati, Assia Nait Merzoug, Aicha Harat, Jamal El Haskouri, Izabela Janowska and Mihaela Baibarac, trimisa spre publicare la Materials 2025
2) Comparative Analysis of Polydiphenylamine/MWCNT Composites for Supercapacitors: Recovered vs. Commercial Nanotube Electrodes, C.S. Florica, A. Nila, M. Vaduva, C. Negrila, C. Bartha, M. Aannir, I. Saadoune, S Bellucci, M Baibarac, trimisa spre publicare la RSC Advances 2025
3) Comparative analysis of electrospinning geometries of PEO nanofiber optimization, I. G. Lupu, O. T. Cramariuc, M.R. Zvonaru, D.I. Stanciu, M. C. Grosu, E. Codau, M. Baibarac, D.L. Chicet, trimisa spre publicare la Journal of the Textile Institute 2025
1) Composites based on polydiphenylamine and multi-wall carbon nanotubes functionalized with carboxyl acid groups for applications in energy storage, C.S. Florica, M. Dinescu, I. Smaranda, M. Vaduva, A. Nila, O. Cramarius, S. Bellucci, M. Baibarac,ROCAM 2024 - 10th International conference on Advanced Materials 15-18 Jyly, Bucharest, Romania;
2) Investigation of the electrospinning parameters on the manufacture of PVDF nanofiles, D.C. Nastac, O. Cramariuc, M. Baibarac, ROCAM 2024 - 10th International conference on Advanced Materials 15-18 Jyly, Bucharest, Romania;
3) Sustainable energy solutions: developing supercapacitors with activated carbon from Italian orange waste, S. Bellucci, RICCCE 23 – 23rd Romanian International Conference on chemistry and Chemical Engineering, 4-7 September 2024, Constanta-Mamaia, Romania.
4) Keynote speaker Prof. I. Saadoune at Internaitonal conference on energy in Africa, national, regional and local energy Mix, EAMix 2024, UM6P-Benguerir, May 14-16, 2024, Morocco
5) Composites materials for applications in supercapacitors field, T. Burlanescu, S. Florica, M. Vaduva, A. Udrescu, M. Chivu, M. Baibarac, 6th International Conference on Powder Metallurgy & Advanced Materials 29 October - 01 November 2025, Cluj-Napoca, ROMANIA
6) Composite materials for applications in energy storage, C.S. Florica, M. Vaduva, T. Burlanescu, M. Baibarac, 6th International Conference on Powder Metallurgy & Advanced Materials 29 October - 01 November 2025, Cluj-Napoca, ROMANIA
Cerere de brevet OSIM A100761/2.12.2024: Metoada de separare a constituentilor catozilor din bateriile cu litiu uzate, autori: Baibarac Mihaela, Dinescu Monica, Stefania Florica, Nastac Daniela-Cristina, Cramariuc Oana-Teodora
- Kick-off meeting, cu participarea tuturor partenerilor in data de 19.04.2024 , eveniment organizat on-line
- Comunicat de presa – lasare RCLIB-RO;
- Workshop RCLIB, organizat in perioada 6-7 Noviembrie 2025, la INCDFM si CITST, Romania, eveniment organizat in regim hibrid
Persoana de contact: Dr. Mihaela Baibarac
Email: barac@infim.ro
Adresa: INCDFM, Magurele 405A, Romania
Telefon: +40-212418112
Fax: +40-21369 0177.
PROJECTS/ PROIECTE INTERNATIONALE
Copyright © 2026 National Institute of Materials Physics. All Rights Reserved