Materiały, nad którymi pracujmy, pozwolą w przyszłości budować bezpieczniejsze, bardziej ekologiczne i wydajniejsze baterie oraz ogniwa paliwowe.

W zespolę pracujemy głównie za pomocą nowatorskich technik eksperymentalnych. Badane materiały są syntetyzowane, a następnie analizowane w naszych laboratoriach pod kątem ich struktury, stabilności czy przewodnictwa. Jednocześnie, w zespole rozwija się grupa skupiająca się na modelowaniu komputerowym tych materiałów oraz prowadzeniu analizy danych przy wsparciu metod sztucznej inteligencji. Połączeniu podejścia empirycznego i teoretycznego pozwala nam dogłębnie zrozumieć procesy zachodzące w tych materiałach.

Tematyka badawcza

• przewodniki jonowe
• elektrolity stale
• ogniwa paliwowe
• baterie litowo-jonowe
• baterie
• właściwości strukturalne
• właściwości elektryczne
• stabilność
• modelowanie komputerowe
• sztuczna inteligencja

Oferta badawcza

• Badania strukturalne w funkcji temperatury metodą XRD
• Badanie właściwości elektrycznych materiałów metodą IS
• Badania gęstości metodą Archimedesa
• Badania termiczne DTA/TGA/TMA
• Modelowanie komputerowe metodami klasycznymi oraz z pierwszej przyczyny

Infrastruktura

• Dyfraktometr rentgenowski Philips X’Pert Pro z komorą grzewczą HTK 1200N – pomiary w zakresie temperaturowym od 25 °C do 900 °C w przepływie powietrza syntetycznego lub azotu.
• Dyfraktometr rentgenowski PANalytical Empyrean Series 2 z następującymi przystawkami i trybami pracy:
  • Sample changer – pomiary materiałów proszkowych w temperaturze pokojowej z możliwością mierzenia do 15 próbek w jednym cyklu pomiarowym.
  • Tryb cienkowarstwowy – pomiary w trybie GIXRD (Grazing Incidence X-ray diffractometry), dające możliwość badania struktury krystalicznej cienkiej warstwy na powierzchni materiału oraz w trybie XRR (X-ray reflectometry), umożliwiające precyzyjne wyznaczenie grubości warstwy poniżej 100 nm.
  • Komora DSC 350 – możliwość pomiarów w trybie cienkowarstwowym w zakresie temperaturowym od -100 °C do 350 °C w warunkach normalnych lub w próżni.
  • Tryb pomiarowy SAXS (small angle x-ray scattering) - możliwość określenia rozkładu statystycznego rozmiaru ziaren materiału proszkowego o średnicy poniżej 100 nm.
  • Przystawka CryoStream – pomiar w trybie transmisyjnym materiału zamkniętego w szczelnej kapilarze. Możliwość pomiaru w zakresie temperaturowym od -190 °C do 200 °C.
  • Pomiary PDF (Pair distribution function) z wykorzystaniem lampy Ag – możliwość dokładniejszego określania uporządkowania krótko zasięgowego.
  • Komora HPC 900 – pomiary materiałów proszkowych w powietrzu syntetycznym lub azocie w zakresie temperaturowym od 25 °C do 450 °C i helu lub wodorze w zakresie temperaturowym od 25 °C do 850 °C.
• Spektroskopia impedancyjna IS (mierniki częstotliwości Solartron 1260 and Novocontrol Alpha-A High-Performance) – zastosowana jako podstawowa technika badawcza przewodności jonowej, w celu sprawdzenia czy wprowadzone zmiany strukturalne lub proces syntezy mają wpływ na ziarno lub obszar międzyziarnowy.
• Badania stałoprądowe metodą Hebba-Wagnera (Pikoamperomierz Keithley 6485 z zasilaczem stałonapięciowym dostępnym na Wydziale Fizyki PW) – metoda wykorzystywana do wyznaczenia liczby przenoszenia, elektronowej i jonowej.
• Badania gęstości metodą Archimedesa (waga analityczna Radwag wraz z przystawką do pomiarów gęstości) – do określenia stopnia zagęszczenia ceramik.
• Badania termiczne DTA/TGA/TMA (kalorymetr SDT Q600) – mogą zostać zastosowane do badania stabilności termicznej materiałów, w celu określenia optymalnych warunków spiekania.
• Dwukomorowy młynek planetarny (Fristch Pulverisette 7) – wykorzystywany do mielenia, rozdrabniania lub przeprowadzenia mechanosyntezy materiałów.
• Prasa ciśnieniowa do formowania pastylek.
• Piece muflowe (do 1100°C) oraz indukcyjny (do 1350°C).
• Piec rurowy (do pomiarów temperaturowych lub przeprowadzenia syntezy w Ar, do 900°C).
• Kriostat (do pomiarów temperaturowy do –150°C).

Współprace

• Queen Mary University of London - dr. Isaac Abrahams
• Materials Science Institute of Madrid (ICMM CSIC) – prof. I. Sobrados
• University of Lille –  prof. O. Lafon
• Wydział Inżynierii Materiałowej PW – dr inż. A. Krawczyńska

Kontakt

dr. hab. inż. Wojciech Wróbel, prof. PW

wojciech.wrobel@pw.edu.pl

22 234 7267

p. 129 Gmach Fizyki

p. 333 Gmach Mechatroniki