Materiały porowate

Zespół Materiałów Porowatych działa w ramach Zakładu Projektowania Materiałów i prowadzi badania w obszarze materiałów o wysokiej porowatości. Działania Zespołu obejmują techniki wytwarzania, charakteryzacji i modelowania numerycznego w celu projektowania mikrostruktury i właściwości materiałów porowatych oraz procesów w nich zachodzących.

Wytwarzanie materiałów bazuje na takich technikach jak: tape casting, druk 3D, chemiczna i elektrochemiczna modyfikacja powierzchni. Charakteryzacja obejmuje zaawansowane badania struktury materiałów (pomiary porowatości, mikroskopia elektronowa, tomografia rentgenowska, FIB-SEM oraz ilościową analizę zarówno
obrazów struktury 2D, jak i 3D). Charakteryzacja obejmuje także badanie elektrochemiczne (w tym badania EIS), badania przepuszczalności i przewodności elektrycznej.

Istotnym elementem badań jest modelowanie struktury, właściwości i procesów z zastosowaniem zaawansowanych technik modelowania komputerowego, takich jak: DFT, dynamika molekularna oraz FEM. Działania Zespołu skupiają się szczególnie na takich zagadnieniach, jak :

  • katalizatory,
  • ogniwa paliwowe,
  • filtry i membrany – pasywne i aktywne,
  • magazyny cieczy i gazów,
  • wymienniki ciepła,
  • bariery akustyczne,
  • bariery cieplne.

Badania w tym obszarze prowadzone są we współpracy z ośrodkami zagranicznymi, m.in.: Technische Universität (Niemcy), Ulm University (Niemcy), National Cheng Kung University (Tajwan), Nanyang Technological University (Singapur), Hanbat National University (Korea Południowa), University of Averio (Portugalia), University of Oslo (Norwegia), SINTEF (Norwegia), University of Cape Peninsula (RPA).
 

Oferta badawcza
  • wytwarzanie materiałów dla ogniw paliwowych, filtrów, katalizy,
  • druk 3D materiałów porowatych,
  • charakteryzacja struktury, właściwości i procesów fizycznych, chemicznych i elektrochemicznych w materiałach o wysokiej porowatości,
  • analiza ilościowa struktury materiałów porowatych,
  • projektowanie materiałów o otwartej porowatości - modelowanie struktury, właściwości i procesów.
Infrastruktura badawcza i oprogramowanie
  • 2x tape caster,
  • młyn planetarny Retch PM400,
  • planetarny homogenizator próżniowy Thinky ARV 930 TWIN,
  • piec atmosferowy Czylok FCF-V70C/R,
  • stanowisko do badań elektrochemicznych NORECS AS,
  • zestaw do badań spektroskopii impedancyjnej GAMRY3000,
  • stanowisko do badań przepuszczalności,
  • stanowisko do badań przewodności elektrycznej,
  • drukarka FDM Ultimaker S5,
  • wytłaczarka 3Devo.
Patenty i zgłoszenia patentowe
  • Wymiennik ciepła z układem chłodzącym, zwłaszcza do generatora termoelektrycznego (PL 228521)
  • Osnowa węglanowego ogniwa paliwowego o zwiększonej odporności na pękanie (P.415522)
  • Sposób wytwarzania katody węglanowego ogniwa paliwowego o wysokiej porowatości otwartej (P.427754)
     
Projekty
  • Wysokosprawne węglanowe ogniwa paliwowe (NCBR, PBS 3, 2015–2018)
  • Innowacyjne materiały na osnowę elektrolitu dla węglanowych ogniw paliwowych (Współpraca Polsko-Tajwańska, 2016–2019)
  • Innowacyjne węglanowo-ceramiczne materiały kompozytowe jako technologie wychwytu i utylizacji CO2 dla zrównoważonej energetyki (M-ERA_NET 2, 2017–2021)
  • Udoskonalone wytwarzanie ogniw paliwowych mające na celu wydłużenie czasu eksploatacji, poprawę parametrów pracy, w szczególności mocy przypadającej na jednostkę objętości/masy ogniwa oraz obniżenie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych poprzez zastosowanie alternatywnych układów katalitycznych w technologii poligraficznej (POIR, 2016–2020)
  • Opracowanie technologii odzysku metali szlachetnych i metali ziem rzadkich do produkcji elementów węglanowych ogniw paliwowych (POIR, 2017–2021)
Kontakt

prof. dr hab. inż. Tomasz Wejrzanowski
tomasz.wejrzanowski@pw.edu.pl
22 234 87 42