http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/707913mIB_mini_book_01.jpg http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/110928mIB_mini_book_02.jpg http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/910306mIB_mini_book_03.jpg http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/207486mIB_mini_book_04.jpg http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/967681mIB_mini_book_05.jpg http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/436276mIB_mini_book_06.jpg http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/752171mIB_mini_book_07.jpg http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/502075IB_mini_book_08.jpg http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/478831IB_mini_book_09.jpg http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/997367IB_mini_book_10.jpg http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/392886IB_mini_book_11.jpg http://biomed.eti.pg.gda.pl/components/com_gk2_photoslide/images/thumbm/457328IB_mini_book_12.jpg

Home Badania naukowe Dziedziny prowadzonych badań naukowych Materiały, technologie i przyrządy elektroceramiczne
Materiały, technologie i przyrządy elektroceramiczne PDF Wydrukuj e-mail
W zespole zajmujemy się konstrukcją i nowymi technologiami wytwarzania tlenkowych ogniw paliwowych SOFC (Solid Oxide Fuel Cells) oraz ceramicznych czujników gazów.

Ogniwa paliwowe są przyszłościowymi źródłami energii, które w najbliższej przyszłości znajdą zastosowania przy zasilaniu różnorodnych urządzeń, począwszy od telefonów komórkowych, poprzez laptopy, samochody elektryczne, gospodarstwa domowe aż do małych elektrowni w ramach systemu energetyki rozproszonej. Jako paliwo ogniwo używa przede wszystkim wodoru w postaci gazowej lub związków bogatych w ten pierwiastek (np. metan - CH4), jedynymi produktami reakcji chemicznej zachodzącej w ogniwie w przypadku tego paliwa jest jedynie czysta woda. Z tego względu ogniwa zaliczyć można do proekologicznych źródeł energii. Wszystkie liczące się państwa na świecie rozwijają te technologie oczekując znaczącej roli jaką urządzenia te odegrają w przyszłości.


Tradycyjne wysokotemperaturowe ogniwa paliwowe SOFC pracują w zakresie temperatur od 800-1000ºC. Wysoka temperatura wymagana jest do osiągnięcia wystarczającej szybkości reakcji chemicznych zachodzących w ogniwie. Tak wysoka temperatura pracy wymaga jednak zastosowania specjalnych, drogich materiałów, wpływających negatywnie na koszt całego systemu ogniwa i w ten sposób wpływa na jego ekonomiczną nieopłacalność. Największym wyzwaniem stojącym przed konstruktorami nowoczesnych i przyszłościowych ogniw jest obniżenie temperatury pracy do ok. 600ºC co pozwoli na zastosowanie stosunkowo tanich i łatwo dostępnych materiałów przyczyniając się do szybszego rozpowszechnienia tej technologii. W związku z powyższym poszukuje się i bada nowe materiały lub technologie ich przygotowania. W laboratorium prowadzimy prace m.in. nad nową technologią wytwarzania cienkich warstw ceramicznych na różnych podłożach ceramicznych oraz stalowych. Wytwarzamy porowate podłoża stanowiące elementy nośne ogniw paliwowych: cermetowe anody, perowskitowe katody oraz podłoża z nierdzewnej stali porowatej. Na tak przygotowane podłoża nanosimy następnie elektrolit ceramiczny poprzez metodę nakładania wirowego (spin coating). Metoda ta, rozwijana w naszym laboratorium, składa się z połączenia zalet nanoszenia zawiesin proszków ceramicznych z niskotemperaturowymi prekursorami polimerowymi. Do badań wytwarzamy materiały zarówno w postaci pastylek oraz cienkich warstw (1µm). Posiadamy dobrze rozwinięte zaplecze technologiczne i badawcze do wytwarzania i charakteryzacji właściwości fizykochemicznych materiałów oraz ogniw paliwowych.

Czujniki gazów odgrywają coraz większą rolę w codziennym życiu. Zapewnienie odpowiednich warunków do pracy oraz życia jest kwestią priorytetową w coraz bardziej zaniedbanym środowisku. Nowoczesne czujniki umożliwiają m.in. pomiary ilości tlenu w powietrzu, pomiar ilości związków szkodliwych w postaci azotanów lub siarczków a nawet umożliwiają wykrywanie materiałów wybuchowych czy służą do budowy sztucznych „nosów”.

W naszej pracowni konstruowane są nowoczesne czujniki tlenu oraz gazów toksycznych (NOx, SOx). Do budowy czujników wykorzystywane są głównie materiały ceramiczne, np. tlenek ceru CeO2. Związek ten stanowi podstawę budowy rezystancyjnych czujników tlenu. W przypadku zmiany zawartości tlenu w mierzonym powietrzu czujnik zmienia swoją rezystancję, która po odpowiedniej kalibracji może być wykorzystana do określenia stężenia tlenu. Czujnik ten charakteryzuje się bardzo szybką odpowiedzią na dynamiczne zmiany zawartości tlenu oraz jest stabilny w długim czasie działania. Czujniki wytwarzane są zarówno jako grubowarstwowe, powyżej 10µm grubości, oraz cienkowarstwowe, poniżej 10µm. Do badań wytworzonych czujników stosujemy pomiary elektryczne stałoprądowe i zmiennoprądowe (spektroskopia impedancyjna). Posiadamy butle z gazami wzorcowymi umożliwiającymi pomiary w szerokim zakresie stężeń tlenu.