Boosting the energy storage performance of supercapacitor materials by controlling the paramagnetic centers
Despre proiect
Beneficiar: Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Izotopice și Moleculare _INCDTIM Cluj-Napoca
Codul proiectului: CF 163/15.11.22 /
Contract nr.: 760097/23.05.23
Competiția: PNRRR/2022/C9/MCID/I 8
Director/Responsabil proiect: Prof. Dr. Emre Erdem
Bugetul proiectului: 7.000.000 lei
Perioada de implementare: 01.07.2023 – 30.06.2026
Abstract: Supercondensatorii (SC) sunt dispozitive promițătoare de stocare a energiei. Electrozii sunt componente cheie în SC, iar strategiile de selectare a electrozilor joacă un rol decisiv în puterea lor specifică și performanța de stocare a energiei. Astfel, un material ideal pentru electrod ar trebui să aibă proprietăți controlabile privind dimensiunea, forma, defectele, porozitatea, mobilitatea de sarcină și fenomenele de interfață.
Obiectivul general al proiectului constă în dezvoltarea de noi nanocompozite utilizate ca materiale pentru supercapacitori (SC) în stare solidă bazate pe structuri de carbon 2D și semiconductori de oxid de metal sau sulfură de metal prin controlul și ajustarea formei, defectelor, fenomenelor de interfață și proprietăților electrice. Ținta noilor dispozitive SC dezvoltate este să funcționeze la tensiuni mai mari de 3 V.
Obiectivele specifice
O1. Dezvoltarea de noi materiale compozite bazate pe structuri de carbon 2D și semiconductori de oxid metalic (MOx, M=Zn, Sn) sau sulfură metalică (MSx, M=Zn, Mo) cu proprietăți funcționale adaptate.
O2. Caracterizarea avansată a defectelor de pe suprafața și interfața electrozilor utilizând tehnici spectroscopice și influența acestora asupra proprietăților optice și electrice ale nanocompozitelor.
O3. Fabricarea electrozilor SC în stare solidă utilizând nanocompozite de tipul structură de carbon 2D/MOx (MSx) pentru stocarea energiei.
O4. Dezvoltarea de membrane de PVDF (difluorura de poliviniliden) și polianilină (PANI) cu proprietăți electrice îmbunătățite și integrare în dispozitive SC pentru a obține tensiuni de funcționare mai mari de 3V.
O5. Deschiderea de noi domenii de cercetare, crearea de noi locuri de muncă și atragerea tinerilor în cercetare.
Lista personal în cadrul proiectului
Assoc. Prof. Dr. Emre Erdem
Responsabil proiect
Dr. Árpád Mihai Rostás
Dr. Maria Ștefan
Dr. Dana Toloman
Dr. Adriana Popa
Ing. Sergiu Macavei
Dr. Cristian Leoștean
Dr. Ovidiu Pană
Dr. Lucian Barbu
Maria Groza
Drd. Ana Varadi
Dr. Alexander Bunge
Dr. Ameen Uddin Ammar
Drd. Karlo Maskaric
Drd. Ion Nesterovschi
Rezultate
Articol ISI
- Dana Toloman, Ahmet Gungor, Adriana Popa, Maria Ștefan, Sergiu Macavei, Lucian Barbu-Tudoran, Ana Varadi, Ipek Deniz Yildirim, Ramona Suciu, Ion Nesterovschi, Maria Miheț, Emre Erdem, Arpad Mihai Rostas, Morphological impact on the supercapacitive performance of nanostructured ZnO electrodes, Ceramics International 51 (2025) 353–365.
- Ameen Uddin Ammar, Mohamad Hasan Aleinawi, Maria Stefan, Ahmet Gungor, Adriana Popa, Dana Toloman, Karlo Maškarić, Eminenur Saritas, Lucian Barbu-Tudoran, Sergiu Macavei, Marin Senila, Emre Erdem, Arpad Mihai Rostas, Lithium-induced defect centers in nanorod-shaped zinc oxide for supercapacitor applications, Electrochimica Acta 519 (2025) 145806.
- Maria Ștefan, Arpad Mihai Rostas, Ameen Uddin Ammar, Ahmet Güngör, Eminenur Saritas, Dana Toloman, Ana Varadi, Sergiu Macavei, Lucian Barbu-Tudoran, Cristian Leoștean, Ovidiu Pană, Angela Kasza, Emre Erdem, Adriana Popa, Cerium Enhanced Supercapacitive Properties of Zinc Oxide Nanoflowers, Energy Fuels 38 (2024) 19088−19099.
- Cigdem Tuc Altaf, Arpad Mihai Rostas, Adriana Popa, Dana Toloman, Maria Stefan, Nurdan Demirci Sankir, Mehmet Sankir, Recent Advances in Photochargeable Integrated and All-in-One Supercapacitor Devices, ACS Omega 8 (2023) 47393-47411.
Conferință internațională
- Toloman, A. Gungor, A. Popa, M. Stefan, S. Macavei, L. Barbu, A. Varadi, I.D. Yildirim, R. Suciu, E. Erdem, A.M. Rostas, Morphological impact on the supercapacitive performance of nanostructured ZnO electrodes, The 16th International Conference on Physics of Advanced Materials (ICPAM-16) September 7 – 15, 2024, at Akdeniz University in Antalya, Turkey
- Stefan, A. M. Rostas, A. U. Ammar, A. Gungor, E. Saritas, D. Toloman, A. Varadi, S. Macavei, L.Barbu, C. Leostean, O. Pana, A. Kasza, E.Erdem and A. Popa, Cerium enhanced supercapacitive properties of Zinc Oxide nanoflowers, The 16th International Conference on Physics of Advanced Materials (ICPAM-16) September 7 – 15, 2024, at Akdeniz University in Antalya, Turkey
- Popa, D. Toloman, M. Stefan, A. Rostas, A Ammar, A Varadi, S. Macavei, C. Leostean, E. Erdem, Cerium doped zinc oxide nanoflowers as electrode material for supercapacitors, The 23rd International Conference Life Sciences for Sustainable, Development, 26-28 September 2024 in Cluj Napoca, Romania
- E Erdem, Identification of point defects via EPR spectroscopy and elucidating their roles in supercapacitor devices,14th International Conference Process in Isotopes and Molecules, 19-22 september 2023, Cluj-Napoca, Romania
Contact
Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Izotopice și Moleculare – INCDTIM Cluj-Napoca
Str. Donat Nr. 67-103,
RO-400293 Cluj-Napoca, România
+40 264 584037
itim@itim-cj.ro
“Conținutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziția oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României”
„PNRR. Finanțat de Uniunea Europeană – UrmătoareaGenerațieUE”