Naukowcy z Politechniki Gdańskiej, we współpracy z Uniwersytetem Hasselt w Belgii i Caltech w USA, prowadzą badania nad diafitem – hybrydowym materiałem łączącym właściwości diamentu i grafenu. Celem projektu jest stworzenie materiału, który pozwoli szybciej ładować baterie, lepiej magazynować energię odnawialną oraz tworzyć bardziej wydajne i trwałe urządzenia elektroniczne.

• Diafit łączy nadzwyczajną trwałość diamentu z przewodnictwem elektrycznym grafenu, co może znacznie poprawić magazynowanie energii.
• Struktury diafitowe mają wyższą przewodność niż tradycyjne struktury grafenowe, co pozwala na szybsze ładowanie materiału.
• Badania obejmują analizy strukturalne, elektrochemiczne, elektroniczne oraz symulacje z użyciem sztucznej inteligencji.
• Zaawansowane techniki wytwarzania, w tym technologia plazmowa i lasery, pozwalają tworzyć precyzyjnie kontrolowane nanostruktury.
• Efekty badań mogą w przyszłości skrócić czas ładowania pojazdów elektrycznych, poprawić magazynowanie energii z OZE i wydłużyć czas pracy baterii w urządzeniach elektronicznych.

Naukowcy z Politechniki Gdańskiej prowadzą badania nad efektywnym magazynowaniem i uwalnianiem energii elektrycznej z wykorzystaniem diafitu – nowego materiału łączącego właściwości diamentu i grafenu – podał przedstawiciel uczelni.

Biuro prasowe Politechniki Gdańskiej poinformowało, że badania są realizowane przez naukowców z Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki PG we współpracy z Uniwersytetem Hasselt w Belgii oraz z California Institute of Technology (Caltech) w USA. Celem projektu jest połączenie zalet baterii i kondensatorów w jednym materiale.

Diafit, powstający z połączenia dwóch form węgla – diamentu i grafenu, posiada unikalne właściwości: nadzwyczajną trwałość diamentu oraz doskonałe przewodnictwo elektryczne grafenu. Te cechy czynią go obiecującym materiałem do zastosowań w magazynowaniu energii.

Kierownik projektu, prof. Robert Bogdanowicz z Katedry Metrologii i Optoelektroniki WETI PG, wyjaśnił, że struktury diafitowe charakteryzują się wyższą przewodnością niż struktury grafenowe, co potencjalnie pozwala na szybsze ładowanie materiału.

Naukowcy przeprowadzają badania

Jak poinformowała Politechnika Gdańska, naukowcy z Belgii w ramach projektu przeprowadzą zaawansowane badania obrazowe oraz analizy kinetyczne magazynowania ładunku w strukturach diafitowych pod kierunkiem prof. Nianjun Yanga.

Sam materiał będzie wytwarzany w laboratorium Politechniki Gdańskiej, gdzie przeprowadzone zostaną również badania strukturalne, elektrochemiczne i elektroniczne.

Dodatkowo, badania symulacyjne oraz planowanie parametrów z wykorzystaniem narzędzi sztucznej inteligencji będą realizowane przez gdańską grupę we współpracy z zespołem prof. W.A. Goddarda z California Institute of Technology (Caltech).

– Poprzez precyzyjną inżynierię tego materiału w nanoskali, a więc pracując ze strukturami tysiące razy mniejszymi niż ludzki włos, chcemy przebadać struktury diafitowe i na tej bazie diagnostycznej zbudować model takiego materiału. Proces syntezy będziemy częściowo wspierać narzędziami sztucznej inteligencji – przekazał cytowany w komunikacie prof. Bogdanowicz.

Możliwe skrócenie czasu ładowania elektryków

Zdaniem szefa projektu wyjątkowość podejścia polega na wykorzystaniu zaawansowanych technik wytwarzania, w tym technologii plazmowej i laserowej, do tworzenia precyzyjnie kontrolowanych struktur.

Naukowcy przewidują, że opracowanie takich materiałów w przyszłości może umożliwić m.in. skrócenie czasu ładowania pojazdów elektrycznych do poziomu porównywalnego z tankowaniem benzyny, wydajniejsze magazynowanie energii odnawialnej z elektrowni słonecznych i wiatrowych oraz powstawanie mniejszych i mocniejszych urządzeń elektronicznych z dłuższym czasem pracy baterii.

Projekt „Inżynieria heterodomieszkowanych nanostruktur diafitowych wspomagana symulacjami do zastosowań mikroenergoelektronicznych” otrzymał dofinansowanie w ramach konkursu Narodowego Centrum Nauki OPUS 28+LAP/Weave na badania realizowane we współpracy polsko-belgijskiej. Dofinansowanie dla Politechniki Gdańskiej wynosi prawie 1,5 mln zł, natomiast badania po stronie belgijskiej finansuje tamtejsza agencja naukowa.

Źródło: PAP