Učinak miješanih staklotvoraca: Otkrivanje potencijala strukturnih značajki za ugođeni električni prijenos i katalitičku aktivnost fosfatnih staklo-(keramika)
Ovaj je projekt financiran sredstvima Hrvatske zaklade za znanost.
Glavni istraživač
Fosfatna oksidna stakla s visokom električnom vodljivosti obećavajući su elektrolitni/elektrodni materijali za pohranu energije, ovisno o tipu električne vodljivosti (ionska, polaronska, miješana). Učinkovit način za povećanje ionske vodljivosti u ovim materijalima je zamjena jednog staklotvorca drugim, dok se alkalijski oksid održava konstantnim. Strukturna mreža sastavljena od miješanih jedinica olakšava ionsku pokretljivost kroz dobro poznati “učinak miješanih staklotvoraca” (MGFE). Zamjena klasičnog staklotvorca (P2O5) s uvjetnima, kao što su oksidi prijelaznih metala (TMO), od posebnog je interesa u alkalijskim fosfatnim staklima zbog različite uloge koju TMO mogu imati. Mogu utjecati na ionsku vodljivost na sličan način kao “klasični” MGFE i/ili mogu aktivno doprinijeti vodljivosti dodatnim polaronskim transportom koji proizlazi iz prijenosa elektrona između TM iona u različitim oksidacijskim stanjima, što dovodi do miješane ionsko-polaronske vodljivosti u staklu.Omjer između ionskog/polaronskog doprinosa ključan je za primjenu ovih materijala, dok ugađanje ovog odnosa predstavlja veliki znanstveni izazov. Predloženi projekt usmjeren je na razumijevanje mehanizama ionske i polaronske vodljivosti u alkalijskim vanadatno-fosfatnim staklima-(keramici) istraživanjem njihovog sastava, strukture i uvjeta priprave. Sastoji se od tri međusobno povezane komponente: (i) istraživanje alkalijskih vanadatno-fosfatnih stakala širokog raspona sastava (WP1, WP2), (ii) ispitivanje utjecaja ugradnje drugog TMO (WP3) na električni transport, s ciljem razvoja visoko vodljivog stakla-(keramike) s ugodljivom vodljivosti. Konačno, važan aspekt projekta uključuje proučavanje katalitičkih svojstava pripravljenih materijala za višenamjensku primjenu. Tehnike kao što su Raman/FTIR, MAS NMR, Mössbauer i EPR spektroskopija, PXRD, IS, DC mjerenja, mjerenja kapaciteta punjenja/pražnjenja, spregnuti TG-IR i GC osigurat će detaljnu karakterizaciju.
Suradnici na projektu:
- Dr. sc. Ana Šantić (LFM, IRB)
- Dr. sc. Marta Razum (LFM, IRB)
- Dr. sc. Sara Marijan (LFM, IRB)
- Izv. prof. dr. sc. Jana Pisk (Kemijski odsjek, PMF, UniZG)
- Prof. dr. sc. Željko Skoko (Fizički odsjek, PMF, UniZG)
- Doc. Tomaš Hostinsky (Sveučilište u Pardubicama, Republika Češka)
- Prof. Petr Mošner (Sveučilište u Pardubicama, Republika Češka)
- Izv. prof. Gregory Tricot (Sveučilište u Lilleu, Francuska)
- Prof. Shiro Kubuki (Sveučilište Tokyo Metropolitan, TMU, Japan)