02.01
2023
Projekt naukowców PK pomoże w poszukiwaniu recepty na kryzys klimatyczny
Projekt pod nazwą „Nanoklastry ZnTe o wielkości magicznej: platforma wysokowydajnej redukcji chemicznej” zostanie zrealizowany na Wydziale Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej pod kierunkiem profesor PK Katarzyny Matras-Postołek. To jeden ze zwycięskich projektów w konkursie ogłoszonym przez Narodowe Centrum Nauki, dzięki któremu polscy badacze będą realizować projekty w międzynarodowych kooperacjach, tym razem wspólnie z partnerami z Niemiec i ze Słowenii. Zespół naukowców z Politechniki współpracować będzie z badaczami z FH Münster University of Applied. Pozostałymi partnerami są Akademickie Centrum Materiałów i Nanotechnologii AGH oraz Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ. Projektowi przyznano finansowanie w wysokości blisko 2 mln zł.
W rozstrzygniętym właśnie przez NCN konkursie finansowanie otrzymało 15 dwustronnych polsko-niemieckich projektów badawczych (3 z obszaru nauk humanistycznych, społecznych i o sztuce, 4 z obszaru nauk o życiu i 8 z obszaru nauk ścisłych i technicznych) o łącznej wartości ponad 19 mln zł. Projekt, którego liderem jest Politechnika Krakowska, dotyczy jednego z największych współczesnych wyzwań w walce o powstrzymanie kryzysu klimatycznego – redukcji emisji dwutlenku węgla z procesów energetycznych. Globalny problem współczesnej energetyki wywołany jest nie tylko zmniejszeniem się zasobów głównych źródeł energii, ale i degradacją środowiska m.in. poprzez ogromną emisję do atmosfery gazów cieplarnianych, w tym dwutlenku węgla (CO2).
– Wymusza to poszukiwanie alternatywnych – wobec naturalnego procesu fotosyntezy – rozwiązań służących obniżeniu stężenia CO2. Jednym z nich może być odnalezienie katalizatora, który przy wykorzystaniu promieniowania słonecznego, będzie redukował dwutlenek węgla do prostych związków chemicznych. Nad opracowaniem substancji, która przyśpieszy przebieg takiej reakcji chemicznej, będziemy pracować w naszym projekcie – mówi dr hab. inż. Katarzyna Matras-Postołek, prof. PK. Badaczka Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej PK pokieruje polsko-niemieckimi badaniami nad nanoklastrami ZnTe o tzw. wielkości magicznej jako platformą do wysokowydajnej redukcji chemicznej.
Redukcja pod wpływem promieniowania słonecznego CO2 do CO lub innych związków chemicznych to proces przebiegający powoli. Można go usprawnić wykorzystując tellurek cynku (ZnTe), charakteryzujący się unikalnymi własnościami. – Jednakże, aby ten związek mógł stać się użyteczny w procesie redukcji CO2, trzeba podnieść jego fotochemiczną stabilność. Celem naszego projektu jest opracowanie syntezy i ocena możliwości zastosowania ZnTe w postaci nanoklastrów o tzw. rozmiarach ,,magicznych” jako efektywnego, wysokowydajnego katalizatora. Wstępne badania pokazały, że nanoklastry ZnTe o określonych, niewielkich liczbach atomów zwanych ,,magicznymi”, są zdecydowanie bardziej stabilne od przeciętnej nanocząsteczki – mówi naukowczyni PK. Oprócz przygotowania i charakteryzacji takich nanoklastrów projekt obejmuje opracowanie metody otrzymywania nanokompozytów, które zostaną sprawdzone pod względem możliwości zastosowania do fotokatalitycznej redukcji CO2 oraz N2.
Ambitny cel badań wymaga podejścia interdyscyplinarnego, stąd połączenie sił naukowców z dwóch krajów i czterech uczelni. Liderem badań jest Politechnika Krakowska z Katarzyną Matras-Postołek na czele. Jej Zespół Funkcjonalnych Nanomateriałów będzie odpowiedzialny za opracowanie nanoklastrów ZnTe oraz ich nanokompozytów. Zespoły z AGH (pod kierownictwem prof. Andrzeja Biernasika z Akademickiego Centrum Materiałów i Nanotechnologii) i UJ (pod kierunkiem prof. Jakuba Rysza z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej) będą odpowiedzialne za dogłębną analizę morfologii, składu i stanów chemicznych opracowanych materiałów. Partner z Niemiec – zespół prof. Michaela Bredola z Münster University of Applied Sciences – zajmie się fotoelektrochemiczną charakteryzacją opracowanych nanomateriałów. Całkowita wartość projektu dla polskiej strony w sumie 1 922 050 zł, w tym 1 370 000 zł dla PK. Polska część finansowana będzie jest przez NCN, a niemiecka przez German Research Foundation (DFG, Deutsche Forschungsgemeinschaft).
« powrót