Projekta nosaukums: Inovatīvu bez-saistvielas anodu elektrodu izveide litija jonu baterijām
Projekta līguma numurs: 1.1.1.1/19/A/139
Projekta partneris: SIA Nano RAY - T
Projekta īstenošanas termiņš: 01.04.2020. – 31.03.2023.
Projekta kopējais finansējums: EUR 648 422.11, LU daļa EUR 389 022.11
Projekta zinātniskais vadītājs: vadošais pētnieks, Dr.chem. Asoc.prof. Donāts Erts
Projekta administratīvais vadītājs: Linda Ungure
Projekta mērķis: Izveidot uz Bi2Se3 / MXene (divimensionāli neorganiski savienojumi) / CNTs (oglekļa nanocaurulītes) heterostruktūru bāzes nanostrukturētus, elastīgus saistvielas nesaturošus anoda elektrodus Li jonu baterijām ar uzlabotu veiktspēju salīdzinājumā ar tirdzniecībā pieejamajiem un demonstrēt izveidoto elektrodu veiktspēju Li jonu akumulatoros. Aizvietojot mehānisko sajaukšanos ar tiešu Bi2Se3 sintēzi uz CNT un MXenes virsmas, tiks nodrošināta kontrolēta Bi2Se3 nanostrukturēšana, tiešs elektriskais kontakts, kā arī MXenes aizsardzība no oksidācijas. Tiks izmantota fizikālā tvaika nogulsnēšanas sintēzes metode, jo tā nodrošina augstāku sintezētā materiāla kvalitāti un tīrību salīdzinājumā ar tradicionāli izmantotajām metodēm. Tiešs elektriskais kontakts starp CNT un Cu elektrodiem tiks panākts ar CNT masīvu tiešu sintēzi uz Cu folijām. Šajā projektā tiks izgatavoti divi strukturāli atšķirīgi anoda elektrodi un tiks veikta to industriālā pārbaude.

Projekta galvenie rezultāti u.c. informācija par projekta īstenošanu:

2 jaunu tehnoloģiju prototipi, 2 jaunu produktu prototipi, 5 oriģināli zinātniski raksti (4 raksti tiks iesniegti publicēšanai žurnālos vai konferenču rakstu krājumos, kuru citēšanas indekss sasniedz vismaz 50 procentus no nozares vidējā citēšanas indeksa un viens – Web of Science vai SCOPUS (A vai B) datubāzēs iekļautā žurnālā vai konferenču rakstu krājumā), 1 Latvijas patenta pieteikums.

01.04.2020.-30.06.2020.

Projekta ietvaros projekta partneris SIA Nano RAY-T sintizēja viensienu un daudzsienu oglekļa nanocaurulītes ar garumiem 10-20 mikrometri to pielietojumam Li jonu baterijās. Šīs nanocaurulītes tika izmantotas pirmo Bi2Se3 heterostruktūru sintēzei LU uz vara strāvas kolektora. Tika analizēta sintezēto heterostruktūru morfoloģija un izvēlēti labākie paraugi elektroķīmisko testu veikšanai. Tika izveidota šūna elektroķīmisko testu veikšanai.

Publicēts 10.07.2020.

01.07.2020.-30.09.2020.

Projekta ietvaros sintezētas CNTs un brīvi stāvoši CNT/Bi2Se3/MXene “buckypaper” elektrodi ar dažādām Bi2Se3 un MXene koncentrācijām, kā arī dažādiem CNT biezumiem. Veikti eletkroķīmiskie mērījumi šiem elektrodiem un analizēti iegūtie rezultāti, lai turpinātu optimizēt sintēzi, lai iegūtu anodu ar labākajām elektroķīmiskajām īpašībām.

Projekta rezultāti prezentēti starptautiskā zinātniskā konferencē “Advanced Materials and Technologies 2020”, 24.-28. Augustā, Palangā, Lietuvā ar 2 stenda referātiem:

V. Voikiva, R. Meija, K. Buks, J. Andžane, D. Erts “Bi2Se3/CNT heterostructures synthesis for Li-ion batteries”;

V. Lazarenko, R. Meija, J. Katkevičs, K. Buks, J. Andžane, A. Vīksna, D. Erts “Electrical impedance and cyclic voltammetry measurements of innovative anode electrode materials for Li-ion batteries”.

Publicēts 08.10.2020.

01.10.2020.–31.12.2020.

Projekta ietvaros projekta partneris SIA Nano RAY-T sintezēja  daudzsienu un viensienu oglekļa nanocaurulītes anoda elektrodiem, to izmantošanai litija jona baterijās. Tāpat tika sintezētas vertikāli novietotas oglekļa nanocaurulītes to izmantošanai anoda elektrodos litija jona baterijās.

Veikti atsevišķi Bi2Se3, oglekļa nanocaurulīšu un Bi2Se3 un oglekļu nanocaurulīšu heterostruktūru elektroķīmiskie mērījumi elektroķīmiskajā šūnā, lai izvēlētos optimālu materiālu attiecību.

Publicēts 06.01.2021.

01.01.2021.–01.03.2021.

Projekta ietvaros projekta partneris SIA Nano RAY-T  modificēja viensienu un daudzsienu oglekļa nanocaurulīšu sintēzi anoda elektrodiem, to izmantošanai litija jona baterijās (tika modificēti sintēzes parametri gan brīvi stāvošām, gan vertikāli novietotām nanocaurulītēm uz vara sakausējumu virsmām).

Veikti padziļināti Bi2Se3 struktūru elektroķīmiskie pētījumi dažādos elektrolītos, lai izpētītu Li akumulāciju un kinētiku šāda tipa elektrodiem. Turpināts darbs pie CNT “papīra-tipa” elektrodu sintēzes pilnveides.

Projekta rezultāti prezentēti starptautiskā zinātniskā konferencē ”79th International Scientific Conference of the University of Latvia” ar mutisku prezentāciju:

  1. V. Lazarenko, Y. Rublova, R. Meija, J. Andžāne, V. Voikiva, E. Kauranens, A. Vīksna, D. Erts. ELECTROCHEMICAL PROCESS IN SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES (SWCNT) FROM AQUEOUS SOLUTION

Publicēts 06.04.2021.

01.04.2021.-30.06.2021.
Projekta ietvaros projekta partneris SIA Nano RAY-T  sagatavoja viensienu un daudzsienu oglekļa nanocaurulītes anoda elektrodiem.

Pabeigti padziļināti Bi2Se3 struktūru elektroķīmiskie pētījumi dažādos elektrolītos, izpētīta Li jonu akumulācija un kinētika, sagatavots zinātniskais manuskripts. Sākts darbs pie Bi2Se3/CNT heterostruktūru izveides un elektroķīmiskās izpētes.

Lai prezentētu projekta rezultātus, iesniegtas tēzes dalībai starptautiskā zinātniskā konferencē “Advanced Materials and Technologies 2021”.

Publicēts 05.07.2021.

01.07.2021.-30.09.2021.

Projekta partneris SIA NANORAY-T veica oglekļa nanocaurulīšu sintēzi, kā arī veica tehnoloģijas izstrādi par oglekļa nanocaurulīšu sintēzi.

Turpināts darbs pie Bi2Se3/CNT heterostruktūru izveides un elektroķīmiskās izpētes.

Uzrakstīts publikācijas manuskripts par Bi2Se3 struktūru elektroķīmiskajiem pētījumiem LiNO3 elektrolītā dāžādos potenciālu logos.

Projekta rezultāti prezentēti starptautiskā konferencē- skolā “Advanced Materials and Technologies 2021” Palangā Lietuvā ar stenda referātiem:

  • “Electrochemical Properties of Single-walled Carbon Nanotubes (SWCNT) Using LiNO3 Aqueous Electrolyte”
  • “Preparation of Bi2Se3/CNT High Porosity Material”

Publicēts 04.10.2021.

Pēdējās izmaiņas veiktas