Projektová činnosť

Medzinárodné

HiEnFe – Výskum a vývoj vysokoentropických feroelektrických materiálov pre uskladnenie elektrickej energie
Research and development of high-entropy ferroelectric materials for energy storage
Program:	Bilaterálne – iné
Zodpovedný riešiteľ:	RNDr. Kovaľ Vladimír, DrSc.
Anotácia:	Hlavným cieľom projektu je nadviazanie vedeckej spolupráce medzi Slovenskom a Čínou v oblasti výskumu a vývoja nových feroelektrických materiálov pre skladovanie elektrickej energie v moderných dielektrických kondenzátoroch. Dielektrické materiály zohrávajú dôležitú rolu v aplikáciách na uskladňovanie elektrickej energie, akými sú napríklad hybridné elektrické vozidlá, kde sa využíva schopnosť dielektrika rýchlo sa nabíjať a vybíjať. Aj napriek vysokým rýchlostiam nabíjania a vybíjania a lepšej teplotnej stabilite dielektrických kondenzátorov oproti superkondenzátorom a lítiovým batériám, ich aplikácie v praxi sú obmedzené kvôli relatívne nízkej energetickej hustote. Feroelektrické materiály na báze oxidov obsahujúcich olovo vykazujú relatívne vysoké hodnoty hustôt obnoviteľnej energie a sú teda vhodnými kandidátmi pre skladovanie energie. Toxicita olova a s ňou spojené otázky environmentálnej záťaže ale v poslednom období vyvolávajú čoraz väčší záujem o alternatívne bezolovnaté feroelektriká. V predkladanom výskumnom zámere chceme spolu s čínskym partnerom vyvinúť bezolovnatý feroelektrický systém s vysokou entropiou, ktorý by vykazoval excelentné vlastnosti pre skladovanie energie. Nedávno sa nám podarilo ukázať, že energetickú hustotu a účinnosť skladovania energie je možné v týchto materiáloch významne zvýšiť inžinieringom štruktúry a optimalizáciou poľom indukovaných fázových prechodov. Otázky týkajúce sa pôvodu reverzibilných prechodov a nárastu výkonu vo vysokoentropických feroelektrikách sú však stále otvorené a na ich zodpovedanie je potrebné realizovať dôkladné experimentálne štúdium. Cieľom projektu je spojiť dlhoročné skúsenosti a poznatky riešiteľského tímu zo Slovenska v oblasti feroelektrických materiálov a odborné znalosti výskumníkov čínskeho partnera v oblasti prípravy elektrokeramiky s orientovanou štruktúrou pri vývoji vysokoentropickej feroelektrickej keramiky pre skladovanie elektrickej energie v dielektrických kondenzátoroch budúcej generácie.
Doba trvania:	1.7.2024 – 30.6.2026

Národné

MERCURY – Mechanochemický výskum chalkogenidov pre využitie v obnoviteľnej energii
Mechanochemical research of chalcogenides for utilization in renewable energy
Program:	APVV
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Bureš Radovan, CSc.
Anotácia:	Tento projekt sa zameriava na pokrok v oblasti vedy o materiáloch prostredníctvom mechanochemickej syntézy kovových chalkogenidov so zameraním na inovatívne metodológie a zariadenia na zvýšenie účinnosti a pochopenia mechanicky indukovaných samo sa šíriacich reakcií (MSR). Prvý cieľ zahŕňa mechanickú aktiváciu kovov a chalkogénov za vzniku jemných, vločkovitých alebo delaminovaných prekurzorov, ktoré sú kľúčové pre optimalizáciu povrchovej plochy a reaktivity východiskových materiálov. V rámci projektu vyvinieme prenosné zariadenie schopné monitorovať tlak a teplotu počas planetárneho mletia so sub-sekundovým rozlíšením, ktoré poskytuje cenné informácie o procese mletia a umožňuje presnú kontrolu nad reakčnými podmienkami. Náš výskum tiež preskúma, ako vlastnosti vybraných činidiel a podmienky mletia ovplyvňujú čas vznietenia MSR, s cieľom objasniť podmienky, ktoré podporujú tvorbu binárnych a ternárnych kovových chalkogenidov (MxCy, kde M = Ag, Cu, Co, In, Ni a C = S, Se). Ďalším cieľom je identifikácia primárnych hnacích síl zodpovedných za MSR bez guľôčok pre vybrané kovové chalkogenidy, ktoré budú rozhodujúce pre predpovedanie výsledkov reakcií a zlepšenie stratégií syntézy. Nakoniec bude preskúmaný aplikačný potenciál syntetizovaných produktov v elektrokatalýze, najmä pre reakcie vývoja vodíka (HER). Prostredníctvom týchto vzájomne prepojených cieľov sa predkladaný projekt snaží nielen vyrábať nové materiály, ale aj prispieť k hlbšiemu pochopeniu mechanochemických procesov, čo v konečnom dôsledku pripravuje pôdu pre inovatívne aplikácie pri premene a skladovaní energie.
Doba trvania:	1.9.2025 – 31.8.2029

Povrchové inžinierstvo práškových feromagnetických častíc a štruktúra magneticky mäkkých kompozitov
Surface engineering of powder ferromagnetic particles and structure of soft magnetic composites
Program:	VEGA
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Bureš Radovan, CSc.
Anotácia:	Projekt sa zaoberá magneticky mäkkými kompozitmi založenými na práškových feromagnetikách a sekundárnej elektroizolačnej keramickej zložke vo forme kontinuálneho sieťovia. Výskum takýchto materiálov aplikovaných v oblasti konverzie energií je motivovaný zvyšovaním výkonnosti a efektivity, ktorá sa dosahuje zvyšovaním pracovnej frekvencie striedavej magnetizácie. Cieľom projektu je preskúmať štruktúru rozhraní feromagnetických a dielektrických častíc, ich vplyv na tvorbu mikroštruktúry a funkčné vlastnosti kompaktovaných magneticky mäkkých kompozitných materiálov so zameraním na frekvenčnú stabilitu elektromagnetických vlastností. Vysoká variabilita geometrických charakteristík feromagnetických mikročastíc a modifikácie v distribúcií keramických nanočastíc poskytujú veľký priestor pre zvyšovanie frekvenčnej stability funkčných vlastností kompozitu. Analýza medzifázových oblastí, nespojitostí štruktúry a mechanizmov zhusťovania prispejú k objasneniu vývoja elektromagnetických vlastností v procese kompaktovania.
Doba trvania:	1.1.2024 – 31.12.2026