3DCSupCap: Materiale hibride pe bază de carbon-3D derivate din MOF-uri pentru aplicații cu supercondensatori
Proiect finanțat de Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării (UEFISCDI)
Tip proiect: Subprogramme 1.1 – Human Resources, Research projects for stimulating young independent teams
Director proiect: Dr. Arpad Rostas
Cod proiect: PN-IV-P2-2.1-TE-2023-0048
Contract Nr.: 1TE /04.12.2024
Perioada de implementare a proiectului: 04.12.2024 – 03.12.2026
Rezumat proiect
Supercondensatorii (SC) sunt cunoscuți ca dispozitive promițătoare de stocare a energiei. Electrozii sunt componente cheie în producerea SC-orilor, iar strategiile de selectare a electrozilor potriviți joacă un rol decisiv în puterea lor specifică și performanța de stocare a energiei. Proiectul își propune să diversifice materialele pe baza de carbon-3D derivate din MOF-uri prin impregnarea lor cu oxizi metalici (MOx) precum ZnO, MnO2 și WO3 pentru a fi utilizate ca materiale pentru electrozi în dispozitive de SC hibride. Aici, proprietățile lor electrice sunt îmbunătățite prin controlul și adaptarea dimensiunii, formei, defectelor, fenomenelor de interfață și porozității nanostructurilor materialelor. Metoda de spectroscopie EPR de înaltă sensibilitate este utilizată pentru a caracteriza structura defectelor, cum ar fi defectele legate de carbon sau defectele asociate cu vacantele de oxigen ale materialelor propuse. Caracterizarea prin tehnici spectroscopice pe suprafața și la interfața electrozilor și influența lor asupra proprietăților electronice, optice și electrice ale nanocompozitelor este realizată pentru a îmbunătăți proprietățile materialului astfel încât sa se obtina noi electrozi SC pe baza 3D-carbon/MOx pentru a îmbunătăți capacitatea de stocare a energiei și a obține tensiuni de funcționare mai mari de 3 V.
Obiective
O1. Dezvoltarea de noi materiale compozite pe bază de structuri de carbon 3D derivate din MOF, impregnate cu diferiți oxizi metalici (MOx) cu proprietăți funcționale personalizate..
O2. Caracterizarea avansată a structurii morfologice și a defectelor de suprafață/interfață ale materialelor compozite prin diferite tehnici.
O3. Fabricarea dispozitivelor SC în configurație complet solidă pe baza structurilor hibride de carbon 3D derivate din MOF impregnate cu diferite MOx pentru aplicații îmbunătățite de stocare a energiei.
O4. Deschiderea de noi domenii de cercetare, crearea de oportunități în activitățile de cercetare și dezvoltare și sprijinirea tinerilor cercetători în evoluția și extinderea spectrului lor de activități.
Echipa proiect
Dr. Arpad Rostas
Cercetător recunoscut (R2) - CS III
Director de proiect
Dr. Maria MIHEȚ
Cercetător consacrat (R3) - CS II
Membru
Dr. Ioan Alexandru TURZA
Cercetător debutant (R1) - CS
Membru
Dr. Ameen Uddin AMMAR
Cercetător debutant (R1) - CS
Membru
Drd. ing. Angela-Maria KASZA
Inginer de Dezvoltare Tehnologică
Membru
Rezultate
Articole
- High-Performance and Ultrafast Symmetric Supercapacitors Based on Cu(II)-Doped SrSnO3 Perovskites, The Journal of Physical Chemistry C 2025, 129, 15179−15195, Adervando Silva, Mohamad Hasan Aleinawi, Emre Erdem, Brendan James Kennedy, Aurelian Catalin Galca, Iêda Maria Garcia dos Santos, Arpad Mihai Rostas, André Luiz Menezes de Oliveira
- Microwave-tuned Mn-doped ZnO for all-in-one supercapacitors: Correlating defect chemistry with electrochemical behavior, Journal of Colloid and Interface Science 698 (2025) 138012, Mohamad Hasan Aleinawi, Ameen Uddin Ammar, Duygu Şentürk, Lucian Barbu-Tudoran, Oluwatosin Johnson Ajala, Defne Eşkin, Feray Bakan Misirlioglu, Arpad Mihai Rostas, Emre Erdem
- Defect structures in supercapacitor electrodes: non-oxide 2D materials and metal oxides, Journal Material Chemistry A, 2025, 13, 36030, Ahmet Güngör, Ameen Uddin Ammar, Arpad Mihai Rostas, Emre Erdem
Contact
INCDTIM – Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Izotopice și Moleculare
Director de proiect
Dr. Arpad ROSTAS
Adresa: Str. Donat Nr. 67-103 400293, Cluj-Napoca, Romania
Telfon: (+40)264-584037, int. 210
Email: arpad.rostas@itim-cj.ro
