ChloroPhytovol
Barwnikowe ogniwa fotowoltaiczne bazujące na nowych naturalnych barwnikach organicznych oraz nowatorskiej metodzie rozpylania ultradźwiękowego
Wytworzymy nowe fotowoltaiczne ogniwa barwnikowe zawierające warstwę fotoaktywną zbudowaną z naturalnych barwników organicznych pozyskanych z fitoplanktonu (między innymi sinic i zielenic) oraz aronii, z zastosowaniem unikatowej metody tworzenia powłok poprzez rozpylanie ultradźwiękowe (spray coater).
fotowoltaika, ogniwa barwnikowe, spray coater, rozpylanie ultradźwiękowe, naturalne barwniki organiczne
W projekcie wykorzystane będą barwniki i mieszaniny barwników, które nie były dotychczas wykorzystywane do wytwarzania ogniw barwnikowych. Szczególne znaczenie mają w tym kontekście barwniki pozyskiwane między innymi z sinic. Poszukiwanie wykorzystania takich materiałów powiązane jest z wyzwaniami dotyczącymi zbiorników wodnych, w których antropopresja prowadzi do tzw. zakwitu sinic. Istotne w tym aspekcie są zamierzenia badawcze związane z mechanizmami zmiany aktywności absorpcyjnej sinic w zależności od nasłonecznienia, które mogą przyczynić się do opracowania metod zwiększających sprawność barwnikowych paneli fotowoltaicznych.
Ważnym elementem projektu będzie zastosowanie rozpylania ultradźwiękowego umożliwiającego wytwarzanie warstw na podłożach nieprzewodzących z materiałów o ograniczonej odporności na wysoką temperaturę lub ciśnienie. Tworzenie kropli roztworu ultradźwiękami o zdefiniowanej częstotliwości umożliwia ograniczenie dyspersji rozmiarów kropli i co z tym związane arytmetycznego odchylenia wielkości porów powierzchni. Właściwe przygotowanie powierzchni dla określonych barwników przyczynia się do stabilniejszego umocowania barwnika na powierzchni półprzewodnika oraz lepszą komunikację elektronową, jak również będzie zapobiegało aglomeracji cząsteczek barwnika na powierzchni półprzewodnika. Planowane jest również aktywowanie lub modyfikowanie powierzchni w celu zwiększenia stabilności ogniw. Barwnikowe ogniwa fotowoltaiczne są nietoksyczne, działają w warunkach słabego oświetlenia, mają wysoką sprawność wewnątrz budynków, nie wymagają zaawansowanej technologii wytwarzania, dają możliwość produkowania na dużą skalę przy niewielkiej emisji CO2.
LIDER PROJEKTU
dr inż. MARCIN LIBERA
fot. Julia Agnieszka Szymala
dr inż. Marcin Libera
Instytut Chemii
e-mail: marcin.libera@us.edu.pl
Uniwersytet Śląski:
- dr inż. Marcin Libera, Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych, chemia
- dr inż. Sylwia Golba, Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych, inżynieria materiałowa
- dr hab. Edyta Sierka, prof. UŚ, Wydział Nauk Przyrodniczych, nauki biologiczne
- mgr Katarzyna Bednarczyk, doktorant, Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych, chemia
Członkowie krajowi:
- dr hab. Marek Lipiński, prof. PAN, Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, inżynieria materiałowa
- dr hab. Tomasz Tański, prof. PŚ, Politechnika Śląska, inżynieria materiałowa
Członkowie zagraniczni:
- Prof. Pierre Audebert, Paris-Saclay University, PPSM, ENS Cachan, CNRS, Chemistry
- Prof. Jwo-Huei Jou, National Tsing Hua University, Department of Materials Science and Engineering, Chemistry
- Prof. Saulius Grigalevicius, Kaunas University of Technology, Department of Polymer Chemistry and Technology, Chemistry.
Aktualności
10.06.2022
Obecnie zespół czeka na zakwit sinic na zbiornikach wodnych oraz na owoce aronii w celu rozpoczęcia analiz oraz nanoszenia barwników i ich mieszanin. Do tej pory przeprowadzono nanoszenie warstw kompozytowych zbudowanych z polimerów przewodzących mających stanowić jedną z warstw transportujących elektrony, z zastosowaniem rozpylania ultradźwiękowego. Tworzono warstwy na powierzchniach przewodzących i nieprzewodzących o ograniczonej odporności na wysoką temperaturę, w różnych warunków procesowych. Porównawczo przeprowadzono nanoszenie identycznych kompozytów na powierzchniach przewodzących, stosując elektroprzędzenie.
Podjęto współpracę z Centrum Leczenia Oparzeń w Siemianowicach Śląskich w aspekcie wykorzystania warstw kompozytowych wykonanych z polimerów przewodzących do celów medycznych.
INICJATYWA DOSKONAŁOŚCI BADAWCZEJ
prezentuje
Poznaj laureatów konkursów IDB pn. „Horyzont Postcovidowy” oraz „Zielony Horyzont”
Projekt pn. „Barwnikowe ogniwa fotowoltaiczne bazujące na nowych naturalnych barwnikach organicznych oraz nowatorskiej metodzie rozpylania ultradźwiękowego”.
Kwota dofinansowania: 120 000 zł
LIDER PROJEKTU
fot. Julia Agnieszka Szymala
dr inż. Marcin Libera
Instytut Chemii
e-mail: marcin.libera@us.edu.pl
Uniwersytet Śląski:
- dr inż. Marcin Libera, Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych, chemia
- dr inż. Sylwia Golba, Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych, inżynieria materiałowa
- dr hab. Edyta Sierka, prof. UŚ, Wydział Nauk Przyrodniczych, nauki biologiczne
- mgr Katarzyna Bednarczyk, doktorant, Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych, chemia
Członkowie krajowi:
- dr hab. Marek Lipiński, prof. PAN, Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, inżynieria materiałowa
- dr hab. Tomasz Tański, prof. PŚ, Politechnika Śląska, inżynieria materiałowa
Członkowie zagraniczni:
- Prof. Pierre Audebert, Paris-Saclay University, PPSM, ENS Cachan, CNRS, Chemistry
- Prof. Jwo-Huei Jou, National Tsing Hua University, Department of Materials Science and Engineering, Chemistry
- Prof. Saulius Grigalevicius, Kaunas University of Technology, Department of Polymer Chemistry and Technology, Chemistry