CENTRUM ENERGETYKI AGH

Pawilon C-5, lokale 314, 315, 316, 317, 318, 319, 320, 407, 408, 409, 418, 410, 414, 415, 416, 417, 412

W skład laboratorium wchodzą:

Laboratorium technologii laserowego nanoszenia powłok (TLP)

• Pracownia laserowego nanoszenia powłok (TLP 1) - lokal 314, 
• Pracownia ablacji laserowej (TLP 2) - lokal 315,

Laboratorium właściwości powłok (BWP):

• Pracownia badań mechanicznych i erozyjnych powłok 2 (BWP 2) - lokal 316,
• Pracownia badań tribologicznych 1 (BWP 1) - lokal 317,

Laboratorium badań strukturalnych (BS):

• Dyfraktometr rentgenowski (BS 3) - lokal 407,
• Skaningowy mikroskop elektronowy (BS 2) - lokal 408,
• Mikroskop sił atomowych (BS 4) - lokal 409
• Pracownia przygotowania próbek (BS 1) - lokal 418,

Laboratorium badań mechanicznych (BM):

• Pokój techniczny - lokal 410,
• Pracownia badań wytrzymałościowych 1 (BM 1) - lokal 414,
• Pracownia badań wytrzymałościowych, twardości i mikrotwardości 2 (BM 2) - lokal 415,
• Pracownia symulacji procesów metalurgicznych – system Gleeble (BM 4) - lokal 416,
• Pracownia pełzania (BM 3) - lokal 417,

Laboratorium badań nieniszczących (BN) lokal 412

Laboratorium Elektroniki Przemysłowej i Kompatybilności Elektromagnetycznej w skład którego wchodzą:

• Laboratorium Technik Radiowych (pom. 311, C5 )
• Laboratorium Kompatybilności Elektromagnetycznej i Systemów Zasilania (pom. 312,313- C5)

Laboratoria Materiałów dla Energetyki zostaną wykorzystane do badań materiałów przeznaczonych do zastosowania w innowacyjnych systemach energetycznych. Przewidywane zastosowanie nowych materiałów w energetyce doprowadzi do polepszenia istniejących oraz wprowadzenia nowych technologii w sektorze energetycznym. Nowe materiały o polepszonych właściwościach zapewnią polepszenie odporności na działanie agresywnego środowiska oraz przyczynią się do zmniejszenia kosztów wytwarzania energii oraz obniżenie emisji CO2.

W Laboratoriach Materiałów dla Energetyki prowadzone będą badania materiałów zarówno dla konwencjonalnych elektrowni wykorzystujących paliwa kopalne, jak i odnawialnych źródła energii, instalacji zgazowania węgla, elektrowni jądrowych i inteligentnych sieci przesyłowych (smart grids).

Wśród przewidywanych do realizacji tematów badawczych jednym z podstawowych zagadnień będzie zwiększanie efektywności wytwarzania energii elektrycznej. Jedną z praktycznych dróg do rozwiązania problemów związanych z niedoborem energii elektrycznej jest poprawa wydajności, którą można osiągnąć przez podwyższenie temperatury systemów wytwarzania energii oraz ciśnienia pracy do warunków nadkrytycznych. Pozwala to nie tylko na zwiększenie sprawności bloków energetycznych ale również wymiernie przyczynia się do zmniejszenia emisji szkodliwych zanieczyszczeń do atmosfery. Wymaga to jednak opracowania nowych materiałów, które będą mogły pracować w takich agresywnych warunkach. Przykładami takich materiałów są nowe stale martezytyczne i bainityczne np. X12CrCoWMoVNb12-2-2 (VM12) i 7CrMoVTiB10-10 (T/P24) stosowane np. na ściany szczelne kotłów. Prowadzone będą również we współpracy np. z firma Rafako prace nad wdrożeniem stali austenitycznych i nadstopów niklu do zastosowań w kotłach o parametrach nadkrytycznych w celu zwiększenia ich sprawności cieplnej. Badania materiałów w stanie wyjściowym oraz po eksploatacji wymagają stosowania zaawansowanych badań, do których potrzebna jest specjalistyczna aparatura. Aparatura ta powinna pozwolić na wykonanie badań właściwości materiałów jak i symulacji, dzięki którym będzie można przewidywać zachowanie się materiałów w rzeczywistych warunkach pracy w długich czasach eksploatacji.

W Laboratoriach Materiałów dla Energetyki prowadzone będą także badania nad wytwarzaniem, modyfikowaniem i opracowaniem nowych warstw wierzchnich materiałów stosowanych w energetyce. Badania z wykorzystaniem zakupionej aparatury będą prowadzone w ramach współpracy z przedsiębiorstwami z sektora energetyki (np.: SEFAKO - Sędziszowska Fabryka Kotłów), z którymi prowadzone są wspólne projekty dotyczące wytwarzania powłok napawanych oraz laserowego kulowania materiałów do energetyki. W ramach tych wspólnych projektów na Wydz. IMiIP AGH (a w przyszłości w laboratoriach KIC) są wytwarzane oraz badane powłoki i warstwy wierzchnie. Ponadto planuje się także badania innowacyjnych spoin laserowych rur kotłowych oraz powłok napawanych laserowo. Planuje się także wytwarzania powłok stosowanych na części maszyn elektrowni wiatrowych, które ulepszane poprzez obróbkę laserową mają za zadanie m.in. przyczynić się do zwiększenia sprawność turbin wiatrowych. Ponadto tematyką prac będzie charakteryzacja właściwości powłok wywarzanych metodami rozpylania magnetronowego, epitaksji, natryskiwania plazmowego ze szczególnym uwzględnieniem termicznych barier cieplnych (TBC).

Wszechstronne badania materiałów wraz z możliwością wytwarzania różnych powłok stosowanych w energetyce konwencjonalnej jak i energetyce jądrowej będą możliwe do przeprowadzenia w laboratoriach Materiałów dla Energetyki. W laboratoriach tych będzie można także przeprowadzać symulacje rzeczywistych procesów zachodzących w warunkach pracy.

Użytkownicy laboratorium

dr inż. Grzegorz Michta
tel. 12 617 25-66
tel. 12 617 26-20
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Miejsce pracy:
WIMiIP, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, A-2, niski parter,18

Pawilon C-5, lokale 211, 321, 411, 413

Technologie związane z materiałami i urządzeniami termoelektrycznymi należą do najnowocześniejszych dziedzin, które w ostatnich latach zyskują rosnące zainteresowanie inżynierów i naukowców. Ich dynamiczny rozkwit wynika m.in. z walorów aplikacyjnych urządzeń termoelektrycznych w szczególności w obszarze energetyki. Obecnie elementy termoelektryczne są wykorzystywane na szeroką skalę w różnego typu czujnikach temperatury, przetwornikach strumienia ciepła, wilgotności a także do konstrukcji miniaturowych pomp ciepła używanych do chłodzenia m.in. procesorów, diod laserowych, oraz do konstrukcji systemów chłodniczych i klimatyzacji stosowanych w przemyśle samochodowym. Dzięki swoim zaletom stosowane są także do budowy lekkich i niezawodnych nowoczesnych systemów zasilania (tzw. radioizotopowych generatorów termoelektrycznych) używanych w technice kosmicznej i wojskowej.
Aktualnie w wielu ośrodkach badawczych na świecie prowadzone są prace nad szerokim zastosowaniem tego typu urządzeń do konwersji energii geotermalnej i słonecznej. Szczególne nadzieje wiąże się jednak z wykorzystaniem nowatorskich technologii termoelektrycznych do odzysku ciepła odpadowego wytwarzanego w procesach przemysłowych w celu zwiększenia efektywności i radykalnego zmniejszenia emisji CO2. Szybki rozwój różnych dziedzin energetyki odnawialnej oraz energetyki jądrowej generuje nowe potrzeby i wyzwania w dziedzinie opracowania nowych wydajnych materiałów i urządzeń termoelektrycznych.
Powołane centrum badawczo-wdrożeniowe będzie miało za zadanie zaspokojenie rodzących się nowych potrzeb rozwijającego się polskiego przemysłu energetycznego. W szczególności będą w nim świadczone kompleksowe usługi w dziedzinie opracowania, zastosowania i certyfikacji nowych materiałów, urządzeń termoelektrycznych i innowacyjnych technologii z nimi powiązanych.

Zestawienie stanowisk badawczych

1. Aparatura do pomiarów przewodnictwa cieplnego metodą Laser-Flash (LFA)
2. Aparatura do pomiarów ciepła właściwego i przemian fazowych (DSC)
3. Aparatura do badań dylatometrycznych (DIL)
4. Aparatura do badań termograwimetrycznych (TG-DTA-EGA) (1)
5. Aparatura do pomiarów współczynnika Seebecka i przewodnictwa elektrycznego (SBA) (1)
6. Aparatura do badań strukturalnych (XRD) (1)
7. Aparatura do pomiarów koncentracji nośników prądów metodą Halla

Opis stanowisk badawczych

Ad.1) Aparatura do pomiarów przewodnictwa cieplnego metodą Laser-Flash (LFA) umożliwia wykonywanie badań właściwości cieplnych materiałów (tj. dyfuzyjności cieplnej, ciepła właściwego oraz przewodnictwa cieplnego) w zakresie od -150°C do 2000 °C. z wysoką dokładnością i powtarzalnością. Umożliwia przeprowadzenie badań materiałów zarówno o wysokim przewodnictwie cieplnym takich jak metale, węglik krzemu czy diament jak i niskim – takich jak ceramiczne materiały izolacyjne oraz polimery. Metoda pozwala na badanie właściwości cieplnych cienkich warstw, past i cieczy a także próbek warstwowych i wyznaczanie niezależnie przewodnictwa warstw oraz podłoży. Aparatura ta jest powszechnie stosowana w badaniach materiałów używanych w energetyce: materiałów konstrukcyjnych wymienników ciepła, maszyn cieplnych, materiałów izolacyjnych oraz cieplnie przewodzących, wykładzin ogniotrwałych, powłok ochronnych TBC i wielu innych

Ad.2) Aparatura DSC (differential scanning calorimeter) służy m.in. do badań ciepła właściwego materiałów, wyznaczania temperatur przemian fazowych, pomiarów kalorymetrycznych tych przemian w szerokim zakresie temperatur od -150 do 1500 °C. Jest narzędziem pomocniczym przy wyznaczaniu przewodnictwa cieplnego materiałów metodą LFA (Ad.1) oraz innymi metodami dynamicznymi. Pomiary metodą DSC są powszechnie wykorzystywane m.in. przy badaniach metalicznych, ceramicznych i polimerowych materiałów konstrukcyjnych, materiałów funkcjonalnych do akumulatorów ciepła, wymienników ciepła a także np. do badań parametrów cieplnych paliw stałych i płynnych oraz procesów ich utleniania i spalania.

Ad3) Badania dylatometryczne pozwalają na m.in. na wyznaczenie współczynnika rozszerzalności termicznej - ważnego parametru materiałów konstrukcyjnych w szerokim, zakresie temperatur od – 150 do 1500°C. Aparatura do badań dylatometrycznych (DIL) jest niezbędna przy projektowaniu złożonych elementów i urządzeń energetycznych (np. paneli fotowoltaicznych, modułów termoelektrycznych) w celu odpowiedniego doboru materiałów podłożowych, lutowi, materiałów kontaktowych, barier dyfuzyjnych, itp. Pomiary dylatometryczne użyteczne są także w badaniach przemian fazowych np. materiałów z pamięcią kształtu, badaniach procesów spiekania a nawet niektórych reakcji chemicznych w ciałach stałych.

Ad.4) Aparatura termograwimetryczna DTA-TG-EGA jest komplementarnym narzędziem w stosunku do ww. wymienionych technik używanym w badaniach wpływu temperatury na właściwości materiałów. Pozwala na przeprowadzenie pomiarów zmian masy substancji stałych i ciekłych oraz dokonanie analizy składu chemicznego wydzielanych substancji gazowych podczas ogrzewania materiałów w szerokim zakresie temperatur od – 150 do 2000°C. W inżynierii materiałowej używana jest często do badań trwałości termicznej materiałów, w tym procesów utleniania i korozji w różnych atmosferach. Jest także niezbędna np. w badaniach materiałów do przechowywania gazów (np. tlenu, wodoru), procesów gazyfikacji węgla oraz innych minerałów.

Ad.5) Aparatura do pomiarów współczynnika Seebecka i przewodnictwa elektrycznego pozwala na wykonanie podstawowych badań właściwości elektrycznych materiałów metalicznych i półprzewodnikowych w funkcji temperatury (-150 do 800°C). Jest ważnym narzędziem używanym do opracowywania i badań materiałów termoelektrycznych pozwalającym m.in. na wyznaczenie współczynnika efektywności termoelektrycznej w funkcji temperatury oraz energii aktywacji przewodnictwa. Ma też zastosowanie w badaniach używanych w energetyce materiałów półprzewodnikowych do wysokotemperaturowych elementów sterujących i przełączających (diod, tranzystorów), materiałów funkcjonalnych i konstrukcyjnych ogniw paliwowych (przewodników jonowych, interkonektorów), ogniw fotowoltaicznych oraz ogniw elektrochemicznych.

Ad.6) Aparatura do badań strukturalnych XRD jest kompaktowym urządzeniem, które pozwala na wykonanie szybkiej analizy (<30 min) składu fazowego badanych materiałów i tworzyw. Jest niezbędnym narzędziem pomocniczym przy preparatyce nowych materiałów, bieżącej korekcie składu oraz doborze warunków prowadzenia syntezy. Umożliwia także dokonanie analizy składu próbek przed ich umieszczeniem w urządzeniach do analizy termicznej – badania takie znacznie zmniejszają ryzyko uszkodzenia cennych urządzeń.
Niezwykle istotną cechą aparatury jest możliwość wykonywania zaawansowanych badań strukturalnych: w tym analizy mikronaprężeń, rozmiaru krystalitów czy fourierowskiej analizy rozkładu gęstości elektronowej – kluczowych parametrów strukturalnych i mikrostrukturalnych związanych z makroskopowymi właściwościami termoelektrycznymi.

Ad.7) Aparatura do pomiarów współczynnika Halla umożliwia wykonanie pomiarów koncentracji nośników prądu w półprzewodnikach, ale także scharakteryzowanie ich ważnych właściwości transportowych – tj. ruchliwości oraz mas efektywnych. Ma kluczowe zastosowanie przy optymalizacji procesów domieszkowania materiałów półprzewodnikowych używanych w energetyce (np. materiałów termoelektrycznych i fotowoltaicznych) i w elektronice. Jest także ważnym narzędziem używanym do oceny stopnia zdefektowania materiałów przewodzących powstającego wskutek procesów starzenia, naprężeń czy też wpływu promieniowania jonizującego wytwarzanego m.in. w reaktorach jądrowych.

Zakres badawczy laboratorium

Z założenia utworzone laboratorium badań termoelektrycznych będzie włączone w realizację projektów badawczo-rozwojowych oraz wdrożeniowych, realizowanych we współpracy z przemysłem, nad opracowaniem technologii związanych z transportem, akumulacją ciepła i jego bezpośrednim przetwarzaniem na użyteczną energię elektryczną. Badania będą dotyczyć szeroko pojętych zastosowań materiałów zarówno w zakresie innowacyjnych technologii dotyczących wykorzystania energii odnawialnej, geotermalnej czy słonecznej jak i w klasycznej energetyce cieplnej i jądrowej. Zakres badań będzie obejmować zarówno opracowywanie nowych materiałów funkcjonalnych, izolacyjnych i konstrukcyjnych jak i właściwy dobór wymienionych materiałów w konkretnych aplikacjach.
Drugim celem istnienia laboratorium LBT są badania usługowe (tj. badania kontrolne, badania certyfikacyjne, świadectwa wzorcowania) związane z charakterystyką parametrów cieplnych i elektrycznych materiałów wytwarzanych przemysłowo dla potrzeb energetyki. Laboratorium będzie wyposażone w komplementarny zestaw najnowszej aparatury do pomiarów właściwości cieplnych i elektrycznych umożliwiający wykonywanie certyfikowanych badań materiałowych w oparciu o aktualnie stosowane normy europejskie. Akredytacja laboratorium wpłynie na zwiększenie prestiżu i wiarygodności wykonywanych badań certyfikacyjnych, świadectw wzorcowania i badań kontrolnych a z drugiej strony pozwoli na dostosowanie laboratorium do prawodawstwa Rzeczpospolitej Polskiej oraz Unii Europejskiej. Ułatwi na dostęp do środków pomocowych z UE i zwiększy szanse udziału i pozycję jednostki w projektach międzynarodowych.
Ze względu na szeroki i uniwersalny zakres zaplecza aparaturowego do badań materiałowych laboratorium będzie mogło pełnić także funkcję pomocniczą w projektach innych zespołów Centrum Energetyki.

Opis sposobu wykorzystania sprzętu w kontekście planowanych do wykonania badań oraz realizacji założonych projektów badawczych

Sprzęt wymieniony w planie wyposażenia laboratorium LBT będzie wykorzystywany zarówno dla potrzeb usługowych jak i realizacji projektów badawczo-wdrożeniowych. Bazując na danych dotyczących aktualnej współpracy Laboratorium Badań Termoelektrycznych WIMiC z przemysłem przedstawiamy następującą listę projektów, których kontynuację w najbliższym czasie przewidujemy:

1. Opracowanie segmentowych modułów termoelektrycznych do zastosowań w motoryzacji (projekt NCBiR, kontynuacja projektu z HONDA R&D, 2012)
Celem projektu jest opracowanie technologii wytwarzania modułów termoelektrycznych o wysokiej sprawności na bazie opracowanych na AGH materiałów funkcjonalnych.
Wykorzystanie zaplecza badawczego: aparatura LFA - wyznaczenie przewodnictwa cieplnego materiałów termoelektrycznych, materiałów podłożowych, lutowi, barier dyfuzyjnych, powłok ochronnych, materiałów kontaktowych, Aparatura DSC – pomiary ciepła właściwego ww. materiałów, badania przemian fazowych, aparatura DIL – dobór materiałów podłożowych i złączowych, aparatury do pomiarów parametrów elektrycznych (SMT) – optymalizacja parametrów materiałów termoelektrycznych i złącz.


2. Zastosowanie generatorów termoelektrycznych do zwiększenia sprawności wybranych urządzeń energetycznych w elektrociepłowni (projekt z EDF, 2014-2015)
Celem projektu jest opracowanie technologii wykorzystania ciepła odpadowego przy zastosowaniu generatorów termoelektrycznych.
Wykorzystanie zaplecza badawczego: aparatura LFA - wyznaczenie przewodnictwa cieplnego modułów termoelektrycznych, materiałów złączowych i kontaktowych, Aparatura DSC – pomiary ciepła właściwego materiałów, aparatura DIL – dobór materiałów konstrukcyjnych, aparatury do pomiarów parametrów elektrycznych – charakterystyka parametrów modułów termoelektrycznych

3. Opracowanie radioizotopowego generatora termoelektrycznego wykorzystującego zużyte paliwo jądrowe (projekt badawczy z Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku)
Celem projektu jest opracowanie konstrukcji oraz materiałów do prototypowego generatora RTG działającego w oparciu o zużyte paliwo jądrowe.
Wykorzystanie zaplecza badawczego: aparatura LFA - wyznaczenie przewodnictwa cieplnego materiałów termoelektrycznych, materiałów podłożowych, lutowi, barier dyfuzyjnych, powłok ochronnych, materiałów kontaktowych, Aparatura DSC – pomiary ciepła właściwego ww. materiałów, badania przemian fazowych, aparatura DIL – dobór materiałów podłożowych i złączowych, aparatury do pomiarów parametrów elektrycznych (SMT) – optymalizacja parametrów materiałów termoelektrycznych i złącz. Aparatura do pomiarów efektu Halla – badania procesów degradacji materiałów funkcjonalnych

4. Badania właściwości cieplnych węgli do procesów gazyfikacji (projekt z SASOL Technology Ltd, 2010)
Użycie aparatury: badania mechanizmu rozkładu termicznego węgli przy użyciu aparatury DTA+TG+EGA, wyznaczanie ciepła właściwego stałych produktów rozkładu przy pomocy aparatury DSC, wyznaczenie dyfuzyjności termicznej oraz przewodnictwa cieplnego przy pomocy aparatury LFA, aparatury DIL: badania skurczu stałych produktów rozkładu termicznego

Użytkownicy laboratorium

prof. dr hab. inż. Krzysztof Wojciechowski
tel. 12 617 34 42
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

Pawilon C-5, lokal 419 i 421

W skład laboratorium wchodzą:

• Laboratorium Radiochemiczne (LR)
• Laboratorium Ochrony Środowiska, Analityki Zanieczyszczeń w Paliwach i Monitoringu Emisji do Środowiska Substancji Szkodliwych (OS)

W Laboratorium Ochrony Środowiska, Analityki Zanieczyszczeń w Paliwach i Monitoringu Emisji do Środowiska Substancji Szkodliwych planuje się wystąpić z projektami badawczymi o tematyce powiązanej z:

• Zmianami depozycji pyłów PM w aspekcie rozwoju energetyki
• Analityką rtęci w węglach i produktach energochemicznego przetwórstwa tego paliwa oraz metodami ograniczenia emisji rtęci do środowiska

Ad 1.
W Polsce głównym źródłem antropogenicznym drobnego pyłu PM (dp < 2,5 μm) są procesy spalania w energetyce, mieszkalnictwie i silnikach podczas transportu drogowego, dlatego też udziały poszczególnych frakcji pyłu z różnych źródeł będą głównym przedmiotem badań. Na podstawie analizy związków organicznych i nieorganicznych (metali, radionuklidów), których pył jest nośnikiem, opracowany zostanie zestaw indykatorów chemicznych, które posłużą dookreślenia udziału poszczególnych źródeł pyłu w jego całkowitej emisji na terenach miejskich. Dzięki chemicznej analizie próbek PM z powietrza otaczającego możliwe jest określenie właściwego źródła zanieczyszczenia, za pomocą obliczeń wykorzystujących różnorodne modele receptorowe. Do tego celu użyte zostaną lewoglukozany, hopany i sterany odpowiednio do rodzaju zanieczyszczenia i źródła. Lewoglukozan jest najbardziej znanym organicznym molekularnym markerem dla emisji spalania węgla i drewna, podczas gdy hopanów i steranów używa się przy emisji spalin samochodowych. Przedstawione zostaną opcje redukcji emisji zanieczyszczeń oraz obliczone zostaną korzyści ekonomiczne (uniknięte koszty) wynikające z redukcji wielkości zanieczyszczeń w środowisku miejskim i obniżenia zachorowalności.

Przygotowane zostaną scenariusze zmian depozycji pyłu w perspektywie dziesięciu lat jako efekt: SQ - brak działań, EXEC - pełne wdrożenie prawodawstwa polskiego i unijnego i MFTR - wdrożenie najlepszych dostępnych rozwiązań. Scenariusze obejmą główne źródła zanieczyszczenia powietrza w aglomeracjach miejskich oraz drogi transportu zanieczyszczeń na pyle drobnym i ekspozycji ludzi. Nowatorskim elementem projektu będzie użycie po raz pierwszy związków organicznych (wskaźników chemicznych) do określenia udziału źródeł emisji pyłu w aglomeracjach miejskich. Badania miały by być finansowane z Norweskiego Mechanizmu Finansowego, we współpracy z NILU (Norweski Instytut Badań Powietrza).

Ad.2.
W nowych projektach badawczych grupa pragnie rozwijać swoje długoletnie doświadczenia związane z analityką rtęci i innych metali w środowisku. Poprzez coraz ściślejsze powiązanie projektów z przemysłem elektroenergetycznym, prowadzone prace stają się bardziej utylitarne i mogą służyć powstawaniu rozwiązań patentowych lub know-how. Jednym z podejmowanych wątków będzie również badanie i wykorzystanie sorbentów do redukcji zawartości rtęci w spalinach lub syngazie. Dzięki sprzętowi zgromadzonemu w planowanym laboratorium możliwa będzie kompleksowa ocena badanych materiałów i próbek środowiskowych pod względem analizy elementarnej i w wielu miejscach specjacyjnej. Opisane wątki badawcze prowadzone będą np. w ramach projektu KIC-InnoEnergy (Knowledge and Innovation Community –innowacyjna energia), podtemat CoalGas, WP4: „Monitoring and reduction of mercury emission in gasification and combustion processes”.

Użytkownicy laboratorium

prof. dr hab. inż. Barbara Kubica
tel. 12 617 51 47
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Miejsce pracy:
WEiP, Katedra Chemii Węgla i Nauk o Środowisku, A-4, p. IV, pok. 422

Zatrudniona na AGH od 2010 r., prowadząca wykłady z zakresu ochrony środowiska na kilku specjalnościach. Inicjatorka wprowadzenia przedmiotów akademickich związanych z chemią jądrową i radiochemią, które obejmują: Radioaktywność w środowisku naturalnym" (studenci III i roku technologii chemicznej), Analitykę radiochemiczną, Gospodarkę paliwami jądrowymi. Prowadząca wykłady z „Nowoczesnych technik analitycznych” ( studenci IV roku technologii chemicznej) oraz seminaria dyplomowe dla studentów V roku

• Udział w 9 projektach badawczych (KBN a potem NCN-jeden promotorski), pełniła rolę kierownika bądź głównego wykonawcy.
• Kierownik trzech projektów w ramach Wspólnego Projektu Badawczego polsko-słowackiego:”Investigation of the radioactivity of radioisotopes 238U, 226Ra, 210Pb, 210Po, and 137Cs„ (2009-2011), a także sześciu projektów badawczych: „Badanie chemicznych własności super ciężkich pierwiastków” z części składki Polski w Zjednoczonym Instytucie Badań Jądrowych w Dubnej-Rosja w latach 2003-2008.
• Kierownik czterech projektów aparaturowych.
• W latach 1986-2000 zajmowała się tematyką pierwiastków transaktynowcowych.
• Uczestniczka w drugim i trzecim prestiżowym eksperymencie poświęconym badaniom wodnej chemii pierwiastka 106, który odbył się w GSI w Darmstadzie (Niemcy) w 1996 i 1998 roku.
• Współautorka 2 patentów (w 2007 i 2014 roku).
• Dorobek naukowy obejmuje 44 artykuły z tzw. listy filadelfijskiej, 30 w innych recenzowanych czasopismach, 10 monografii, 8 map poświęconych zanieczyszczeniom cezem-137 i metalami ciężkimi terenów Tatr.
• Bierze czynny udział licznych konferencjach krajowych (55) oraz zagranicznych (25).
• Promotor dwóch prac doktorskich, 7 prac magisterskich, recenzent dwóch prac doktorskich oraz kilkunastu prac inżynierskich i magisterskich. Recenzentka trzech czasopism międzynarodowych.
• Współorganizatorka IV, V i VI Krajowych Konferencji Radiochemii i Chemii Jądrowej.

Pełnione funkcje i nagrody 
1990- Członek PTChem
2003- członek Zespołu Rady do Spraw Atomistyki PAA zajmującego się grupą tematyczną „Badania podstawowe w Chemii”. 
2005- Srebrny Krzyż Zasługi za całokształt pracy zawodowej
2005- Nagroda Dyrektora IFJ PAN za działalność naukową
2006-2010 Przewodnicząca Sekcji Radiochemii w PTChem 
2007- Nagroda Dyrektora IFJ PAN za działalność naukową
2008-2011- członek Rady Naukowej IFJ PAN
2008- Nagroda (zespołowa III stopnia) Rektora Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie za działalność naukową
0d 2010- członek Rady Naukowej na Wydziale Energetyki i Paliw
2014 - Nagroda (zespołowa nagroda II stopnia) Rektora Akademii Górniczo –Hutniczej za osiągnięcia dydaktyczne.
2014 - Członek Rady Programowej Szkoły Ochrony Środowiska im. W. Goetla przy AGH

Pawilon C-5, lokal 405 i 406

Technologie ogniw litowych są obecnie najdynamiczniej rozwijającym się obszarem związanym z magazynowaniem i przetwarzaniem energii elektrycznej dla potrzeb urządzeń mobilnych, transportu, bezpieczeństwa energetycznego instalacji produkcyjnych, energetyki odnawialnej i w niedalekiej przyszłości inteligentnych sieci energetycznych (smart grids). W Polsce, w szczególności w Krakowie, istnieje poważny, potwierdzony na arenie międzynarodowej, potencjał naukowo-badawczy w obszarze projektowania i opracowywania funkcjonalnych materiałów i procesów dla technologii ogniw litowych. Kluczowym zagadnieniem w komercjalizacji innowacyjnych rozwiązań i pomysłów w zakresie ogniw Li-ion jest proces powiększenia skali (scale up) opracowywanej technologii. Powyższe wymaga wykorzystania odpowiedniej infrastruktury technicznej wspartej odpowiednią kadrą naukowo-techniczną. Na chwilę obecną w Polsce brak jest podmiotu dysponującego wymaganą infrastrukturą, która by pozwalała na realizację powyższej strategii.

Przedmiotem działalności Laboratorium badawczo-wdrożeniowego technologii ogniw litowych będą kompleksowe prace badawczo-wdrożeniowe w obszarze opracowywania nowych materiałów oraz ich zastosowania w technologii ogniw litowych. Oferta usług laboratorium umożliwi transfer opracowywanych na uczelniach technologii i „know how” do odbiorców przemysłowych. Tym samym będzie uzupełniać istniejącą lukę pomiędzy działaniami naukowo-badawczymi prowadzonymi w ośrodkach akademickich a działalnością przemysłową. Kompleksowa oferta badawczo-wdrożeniowa w szczególności obejmować będzie działania związane z:

• wytwarzaniem, modyfikacją i optymalizacją materiałów elektrodowych,
• powiększaniem skali procesów wytwarzania materiałów,

Przewiduje się, w toku działalności, możliwość uzyskania odpowiednich certyfikatów jakości i bezpieczeństwa, co dodatkowo uzupełniłoby ofertę centrum badawczo-wdrożeniowego o działalność certyfikacyjną. W ramach uzupełnienia oferty, przewiduje się także możliwość komplementarnego wykorzystania istniejącej w ośrodkach akademickich infrastruktury naukowo-badawczej na zasadach komercyjnych.

Obszarami działalności Laboratorium badawczo-wdrożeniowego technologii ogniw litowych będą aktywność komercyjna (przychody z tytułu realizacji zleceń) oraz działalność badawczo-wdrożeniowa podnosząca prestiż ośrodka. Ścisłe ukierunkowanie działalności pozwoli na wypełnienie luki w ścieżce badania naukowe – komercjalizacja wyników badań w obszarze technologii ogniw litowych. Przewiduje się również, iż Laboratorium jako strona współrealizująca projekty badawczo-wdrożeniowe będzie uczestniczyć w procesie ochrony własności intelektualnej (patenty, wzory użytkowe, znaki towarowe) opracowywanych rozwiązań, w efekcie możliwe będzie także uzyskanie przychodów z tytułu udzielania licencji.

Projekty badawcze planowane do realizacji

• Nowe funkcjonalne materiały elektrodowe dla ogniw Li-ion

Ze względu na wysoką gęstość energii ogniwa litowe są dziś szeroko wykorzystywane do zasilania przenośnych urządzeń elektronicznych, a w przyszłości, wraz ze wzrostem dostępnych prądów i mocy, planuje się zastosowanie tego typu ogniw w motoryzacji oraz do magazynowania energii ze źródeł odnawialnych. Planowany projekt badawczy dotyczy materiałów elektrodowych dla ogniw litowych Li-ion batteries, a w szczególności mechanizmów procesu elektrochemicznej interkalacji jonów alkalicznych (Li, Na) do związków metali przejściowych MaXb (M = metal przejściowy, X = O, S, Se) o strukturze warstwowej, bądź szkieletowej, stanowiących materiały elektrodowe dla nowej generacji akumulatorów litowych. Opracowanie nowych materiałów elektrodowych dla ogniw litowych wymaga wykorzystania wysokospecjalistycznej aparatury naukowo-badawczej zgromadzonej w planowanym Centrum Energetyki. W ramach projektu badawczego przewiduje się syntezę materiałów katodowych, charakterystykę morfologii materiałów (rozkład wielkości i kształt cząstek, powierzchnia właściwa), badania związku pomiędzy strukturą atomową tych materiałów (technika dyfrakcji rentgenowskiej i elektronowej, spektroskopia w podczerwieni i Ramana) a właściwościami transportowymi (przewodnictwo elektronowe i jonowe, współczynnik dyfuzji chemicznej jonów litu) oraz charakterystyką ogniw elektrochemicznych budowanych w oparciu o otrzymane materiały.

• Nowe elektrolity litowe dla „all solid state” Li-ion batteries oraz ogniw typu lit-powietrze

Jednym z nierozwiązanych problemów w technologii ogniw litowych (Li-ion batteries) jest niezwykle istotna kwestia bezpieczeństwa użytkowania. Staje się ono szczególnie ważne w przypadku akumulatorów o dużej pojemności i mocy dla motoryzacji i energetyki odnawialnej. Obecnie stosowane materiały katodowe na bazie LiCoO2 oraz ciekłe elektrolity zawierajcie sole litu (np. LiPF6 lub LiClO4) rozpuszczone w bezwodnych rozpuszczalnikach organicznych (np. węglan dimetylu, węglan etylu i inne) są niezwykle reaktywne i w określonych warunkach może dojść pomiędzy nimi do gwałtownej reakcji. Kolejnym wyzwaniem stojącym przed konstruktorami i projektantami ogniw litowych jest wrażliwość materiałów elektrodowych i ciekłego elektrolitu na działanie tlenu i pary wodnej, a także wysychanie ciekłego elektrolitu. Proponowanym rozwiązaniem tych trudności jest konstrukcja ogniwa litowego z tlenkowym elektrolitem stałym. W ostatnich latach odkryto kilka grup materiałów o wysokim przewodnictwie jonów litu już w temperaturze pokojowej. Należą do nich materiały o strukturze perowskitu z grupy La2/3-xLi3xTiO3, granatu (Li5La3(Ta,Nb)2O12), amorficzne tlenoazotki litu i fosforu (LiPON) oraz materiały z grupy Li10GeP2S12 (wykazujące najwyższe znane przewodnictwo jonów litu w temperaturze pokojowej). Prace w planowanym projekcie badawczym będą skupione wokół określenia mechanizmu procesu transportu jonów litu w elektrolicie stałym, określenia wzajemnego wpływu struktury elektronowej składników ogniwa na stabilność ogniwa, a także zbadanie mechanizmu przeniesienia ładunku pomiędzy elektrodami a elektrolitem w reakcjach elektrodowych. Odkrycie podstaw fizykochemicznych stojących za tymi procesami będzie stanowiło fundament dla projektowania udoskonalonych materiałów dla ogniw stałych ogniw Li-ion bez elektrolitu ciekłego. Ogniwa Li-ion ze stałym elektrolitem tlenkowym znajdują się obecne na wczesnym etapie badań i do tej pory nie poznano mechanizmów odpowiedzialnych za kluczowe procesy zachodzące w tego typu ogniwach. Ponadto prace badawcze będą obejmowały syntezę wybranych materiałów z opisanych grup, charakterystykę ich podstawowych właściwości fizykochemicznych oraz badania elektrochemiczne ogniw tak, aby zrozumieć wzajemne powiązanie pomiędzy składem chemicznym, właściwościami fizykochemicznymi a parametrami użytkowymi ogniw.

Użytkownicy laboratorium

prof. dr hab. inż. Janina Molenda

tel. 12 617 25-22
tel. 12 617 20-26
tel. 785-064-707
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

Miejsce pracy:
WEiP, Katedra Energetyki Wodorowej, H-B3-B4, II, 243