Zakład Technologii Chemicznych

Zakład Technologii Chemicznych

Zakład specjalizuje się w chemicznej syntezie zaawansowanych materiałów dedykowanych elektronice, optoelektronice oraz sektorowi wytwarzania i magazynowania energii. Zespół posiada wieloletnie doświadczenie w wytwarzaniu nanomateriałów i nanostruktur. Oprócz badań naukowych prowadzone są usługi badawcze oraz prace wdrożeniowe nad praktycznym zastosowaniem nowych technologii. Wymieniona działalność realizowana jest przez zespoły badawcze należące do trzech pracowni.

Pracownia Nano i – Biomateriałów

Pracownia zajmuje się wytwarzaniem różnego rodzaju materiałów metodami chemicznymi: tlenków domieszkowanych jonami ziem rzadkich, grafenowych kropek kwantowych tlenku grafenu oraz zredukowanego tlenku grafenu poddanych biofunkcjonalizacji do zastosowań biomedycznych. We współpracy z innym zakładami zespół zajmuje się charakterystyką otrzymanych materiałów. Posiadana wiedza i doświadczenie w nanotechnologii pozwalają na syntezę nowych materiałów oraz ich modyfikowanie zgodnie z późniejszym ich przeznaczeniem.

Oferta

  • Wsparcie w zakresie otrzymywania nanokryształów tlenkowych i fluorkowych, zarówno czystych, jak również domieszkowanych jonami ziem rzadkich lub metali przejściowych
  • Wsparcie w zakresie otrzymywania materiałów do zastosowań biomedycznych. 
Wytwarzanie takich materiałów jak:
  • Nanokryształy fluorkowe (czyste oraz domieszkowane)
  • Nanokryształy tlenkowe (czyste oraz domieszkowane)
  • Tlenek grafenu i zredukowany tlenek grafenu do zastosowań biomedycznych
  • Wykonanie analizy powierzchni właściwej metodą izotermy adsorpcji BET
  • Oznaczanie porowatości materiałów
  • Wykonanie pomiarów zjawiska Halla
  • Osadzanie warstw
  • Wykonanie syntez różnymi „mokrymi” metodami chemicznymi oraz hydrotermalną


Osiągnięcia

  • Współpraca z renomowanymi ośrodkami badawczymi takimi jak: Uniwersytet Jagielloński, Uniwersytet Warszawski, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Instytut Fizyki PAN, Wydział Chemii PW, Wydział Fizyki PW, Wydział Inżynierii Materiałowej PW, Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN w Łodzi, Wydział Chemii UMCS, Instytut Wysokich Ciśnień PAN.
  • Współpraca z Uniwersytetem Jagiellońskim w ramach projektu SYMFONIA „Optymalizacja złożonych biokompatybilnych rusztowań opartych o grafen oraz zdefiniowane populacje komórek macierzystych dla celów regeneracji tkanek”.
  • Współpraca ze Szkołą Główną Gospodarstwa Wiejskiego w projekcie dotyczącym zastosowań grafenu w terapii nowotworowej.

Pracownia Grafenu Chemicznego

Pracownia zajmuje się otrzymywaniem materiałów węglowych takich jak: tlenek grafenu, zredukowany tlenek grafenu, grafen z bezpośredniej eksfoliacji, tlenek grafitu, grafity interkalowane, grafity ekspandowane. Wraz z innymi Zakładami wchodzącymi w skład Instytutu zespół zajmuje się charakteryzacją otrzymanych materiałów. Oprócz tego opracowuje nowe technologie produkcji grafenu płatkowego i jego pochodnych. Znaczące doświadczenie i szereg projektów, w których braliśmy udział pozwalają nam na tworzenie i modyfikowanie materiałów zgodnie z potrzebami danej aplikacji.

Oferta

  • wsparcie badawcze w zakresie projektowania procesów wytwarzania grafenu chemicznego i pochodnych,
  • wsparcie badawcze w zakresie aplikacji grafenu chemicznego i pochodnych, 
wytwarzanie materiałów takich jak:
  • tlenek grafenu (zawiesina, proszek) o różnym stopniu utlenienia i modyfikacjach,
  • zredukowany tlenek grafenu ( pasta, proszek) o różnym sposobie redukcji,
  • grafit interkalowany,
  • grafit ekspandowany,
  • materiały grafenowe „tailor-made”


Osiągnięcia

  • Współpraca z ośrodkami badawczymi takimi jak: Uniwersytet Warszawski, Uniwersytet Jagielloński, Politechnika Warszawska, Akademia Górniczo Hutnicza, Politechnika Łódzka, Uniwersytet Łódzki, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Politechnika Wrocławska, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawski Uniwersytet Medyczny, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Centralny Instytut Ochrony Pracy
  • Współpraca z Grupą Azoty S.A., QWERTY Sp. z o.o., Gumet Sz. Geneja s.j., i innymi przedsiębiorstwami
  • Wykorzystanie materiałów Zakładu w przykładowych aplikacjach: lasery femtosekundowe, zwalczanie komórek nowotworowych, elektronika drukowana, domieszki do elastomerów, domieszki do polimerów, domieszki do ceramiki, kompozyty z metalem, skafoldy do hodowli komórek macierzystych
  • Szereg patentów i zgłoszeń patentowych polskich i europejskich

Pracownia Ogniw i Superkondensatorów

Pracownia specjalizuje się w opracowywaniu innowacyjnych i przyjaznych środowisku technologii otrzymywania materiałów elektrodowych oraz elektrolitów przeznaczonych do zastosowań w ogniwach II rodzaju (m.in. litowo-jonowych, sodowo-jonowych, fotowoltaicznych) oraz w superkondensatorach. Ponadto opracowywane są metody otrzymywania elektrolitów do ogniw paliwowych (SOFC) oraz tlenkowych materiałów termoelektrycznych. Materiały elektrodowe (katodowe i anodowe) oraz tlenkowe materiały termoelektryczne wytwarzane są metodami: „top down” (np. synteza w fazie stałej) i „bottom up” (np. metoda zol-żel, spaleniowa, hydrotermalna).

Oferta
Pracownia oferuje wytwarzanie materiałów przeznaczonych do urządzeń magazynujących i przetwarzających energię (ogniw i superkondensatorów) o różnej strukturze krystalicznej oraz modyfikację ich powierzchni.
Materiały przeznaczone na elektrodę dodatnią (+) – katodę, np.:
- tlenek litowo-manganowy (LiMn2O4): stechiometryczny, niestechiometryczny, podstawiony jonami m.in.: Fe2+, Ni2+, Mg2+, Al3+,
- fosforan litowo-żelazowy (LiFePO4), fosforan litowo-manganowy (LiMnPO4), stechiometryczny, podstawiony jonami metali przejściowych,
- tlenek litowo-kobaltowy (LiCoO2) stechiometryczny, podstawiony jonami metali przejściowych.
2. Materiały przeznaczone na elektrodę ujemną (-) – anodę, np.:
- tlenek litowo-tytanowy (Li4Ti5O12), tytanian baru (BaTiO3): stechiometryczny, podstawiony jonami, m.in. Mg2+,
- tlenki manganu (MnO2, Mn3O4), tlenki tytanu (TiO2): anataz, rutyl), tlenek kobaltu (Co3O4)
3. Materiały tlenkowe termoelektryczne:
- tlenek sodowo-kobaltowy (NaCo2O4),
- tlenki wapniowo-kobaltowe (Ca2Co2O5, Ca3Co4O9).
Dla każdego materiału opracowywane są odpowiednie metody modyfikacji ich powierzchni: nanocząstkami metalicznymi, węglowymi, tlenkami ceramicznymi.

Osiągnięcia
Współpraca z ośrodkami naukowo-badawczymi:

  • zagranicznymi m. in. na Tajwanie (Tatung University), w Stanach Zjednoczonych (University of Louisville, Conn Center for Renewable Energy Research),
  • polskimi, m.in.: Uniwersytet Warszawski, Politechnika Warszawska, Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. I. Mościckiego, Instytut Chemii Fizycznej PAN w Warszawie, Instytut Fizyki Molekularnej PAN w Poznaniu, Instytut Elektrotechniki Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, Politechnika Gdańska.
  • Opracowane technologie wytwarzania materiałów elektrodowych w Pracowni, po pełnej przeprowadzonej analizie elektrochemicznej, wykazały znaczną poprawę parametrów pracy w odniesieniu do danych literaturowych oraz materiałów, jakie dostępne są na rynku. Wyniki przedstawione zostały w formie: publikacji w czasopismach o zasięgu międzynarodowym (z wysokim IF), zgłoszenia patentowego i licznych wystąpień konferencyjnych.

Z-8 (pdf, 254.6 Kb)

Kontakt

dr Ludwika Lipińska
Kierownik Zakładu
(+48 22) 639-58-52
ludwika.lipinska@itme.edu.pl