Diafit. To materiał, który może zrewolucjonizować magazynowanie energii
Zespół naukowców z Politechniki Gdańskiej pod kierunkiem prof. Roberta Bogdanowicza realizuje innowacyjny projekt badawczy poświęcony opracowaniu nowych metod magazynowania i uwalniania energii elektrycznej z wykorzystaniem diafitu – przełomowego materiału łączącego cechy diamentu i grafenu.
Celem badań jest stworzenie podstaw dla rozwoju nowej generacji urządzeń energetycznych, które będą w stanie gromadzić duże ilości energii i ładować się w niezwykle krótkim czasie.
Współczesne technologie napotykają ograniczenia – baterie pozwalają magazynować znaczną ilość energii, ale ich ładowanie trwa długo, natomiast kondensatory ładują się błyskawicznie, lecz przechowują jej niewiele. Badacze z Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej, we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Hasselt w Belgii oraz California Institute of Technology (Caltech) w USA, dążą do połączenia zalet obu rozwiązań. Kluczem do tego ma być diafit – materiał hybrydowy, który dzięki połączeniu struktury diamentu i grafenu zyskuje wyjątkową trwałość, przewodnictwo oraz stabilność elektrochemiczną.
Badania prowadzone w projekcie obejmują pełen cykl rozwoju nowego materiału – od jego syntezy w laboratoriach Politechniki Gdańskiej, poprzez szczegółową analizę strukturalną i elektrochemiczną, aż po symulacje i modelowanie procesów z wykorzystaniem narzędzi sztucznej inteligencji. W Belgii prowadzone będą zaawansowane badania obrazowe i analizy kinetyczne, natomiast w zespole Caltech opracowywane będą modele teoretyczne pozwalające przewidzieć zachowanie materiału w różnych warunkach. Tak kompleksowe podejście umożliwi nie tylko opracowanie nowych struktur diafitowych, ale także zrozumienie mechanizmów ich działania w nanoskali, co stanowi klucz do dalszych innowacji w dziedzinie magazynowania energii.
Naukowcy zakładają, że opracowane w ramach projektu materiały mogą w przyszłości doprowadzić do radykalnej poprawy efektywności energetycznej. Potencjalne zastosowania obejmują skrócenie czasu ładowania pojazdów elektrycznych do kilku minut, wydajniejsze magazynowanie energii odnawialnej z elektrowni słonecznych i wiatrowych oraz zwiększenie żywotności i pojemności baterii w urządzeniach elektronicznych. Nowe rozwiązania mogą także przyczynić się do powstania mniejszych, bardziej ekologicznych i ekonomicznych źródeł zasilania.
Badania nad diafitem wpisują się w szeroki nurt prac prowadzonych przez zespół prof. Bogdanowicza, który od lat zajmuje się zastosowaniami półprzewodnikowych diamentów w energetyce, diagnostyce medycznej i środowiskowej, elektronice oraz chemii analitycznej. To jedyny zespół w Polsce prowadzący badania nad tego typu materiałami, łączący metody inżynierii materiałowej, fizyki ciała stałego i nowoczesnych technik wytwarzania z perspektywą praktycznego wdrożenia wyników. Projekt ten stanowi ważny krok w kierunku rozwoju nowoczesnych technologii energetycznych, które w nadchodzących latach mogą znacząco wpłynąć na sposób, w jaki świat produkuje, magazynuje i wykorzystuje energię.
Źródło: Politechnika Gdańska
Czytaj też: Polscy naukowcy ze złotym medalem na Międzynarodowych Targach Innowacji w Kanadzie iCAN
Grafika tytułowa: ThisIsEngineering / PEXELS
