Doktorantka PG opracowuje materiały dla ogniw słonecznych

Nad technologią otrzymywania materiałów elektrodowych do urządzeń przeznaczonych do konwersji i magazynowania energii elektrycznej pracuje Katarzyna Szybowiska z Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej (PG). Jej praca wpisuje się w najnowsze trendy rozwijania energetyki opartej o odnawialne źródła energii. Szybowiska prowadzi swe prace w oparciu o syntezę domieszkowanego niemetalami ditlenku tytanu (TiO2).

Jak wyjaśnia PAP doktorantka, ditlenek tytanu to materiał powszechnie znany pod nazwą biel tytanowa. Stosowany jest m.in. jako pigment farb, papieru, tynków. Jednak materiał ten ma również takie właściwości, które pozwalają mu na wykorzystanie w ogniwach słonecznych - inaczej fotowoltaicznych, PV. Są to urządzenia do konwersji światła słonecznego w energię elektryczną.

"Czysty dwutlenek tytanu absorbuje światło z zakresu ultrafioletu, co stanowi jedynie 5 proc. promieniowania słonecznego. Jeśli chcemy ten materiał wykorzystać w ogniwach słonecznych, to musi on absorbować promieniowanie z zakresu widzialnego. W tym celu ditlenek tytanu poddaje się takim modyfikacjom, żeby zakres absorbcji rozszerzyć o zakres widzialny promieniowania słonecznego. W swojej pracy zajmuję się właśnie taką modyfikacją" - tłumaczy naukowiec.

Dodaje, że synteza chemiczna prowadzi do otrzymania ditelnku tytanu domieszkowanego azotem lub jodem, który nie tylko absorbuje w świetle ultrafioletowym, ale też w świetle widzialnym.

Oprócz samej syntezy badaczka stara się zastosować w ogniwach PV to, co sama wyprodukuje. Poza syntezą, zajmuje się badaniem układów wykorzystujących otrzymany domieszkowany TiO2, które konwertują promieniowanie słoneczne na energię elektryczną.

W ramach pracy naukowej Szybowiska przygotowuje pracę doktorską pod kierunkiem prof. nadzw. PG dr hab. Anny Lisowskiej-Oleksiak. Jest jedną z laureatek pierwszej edycji projektu "InnoDoktorant - stypendia dla doktorantów", w której zarząd województwa pomorskiego przyznał 50 stypendiów w wysokości 30 tys. zł ze środków Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki na lata 2007-2013.

"Dzięki otrzymanemu stypendium mogę w pełni poświęcić się pracy doktorskiej, zrezygnować z dodatkowej pracy i pomóc mojemu narzeczonemu w remoncie mieszkania. Stypendium otrzymywane z uczelni to jedynie 1050 zł, co wystarcza na wynajem pokoju, opłatę za bilet miesięczny i bardzo skromne wyżywienie. Takie warunki finansowe zmusiły mnie do udzielania korepetycji, co niestety nie pozwala na chwile odpoczynku wieczorem czy w weekend po ciężkiej pracy w laboratorium" - przyznaje w rozmowie z PAP.

Szybowiska kończy drugi rok studium doktoranckiego. W lutym tego roku otrzymała dodatkowo z MNiSW grant promotorski, który pozwolił jej na zakup nowej aparatury. Jest na półmetku pracy, wyniki jej badań zostały opublikowane w czasopismach z listy filadelfijskiej i zaprezentowane na międzynarodowych konferencjach.

Poza tym, jej wysiłek zaowocował zgłoszeniem patentowym. Szybowiska bardzo poważnie myśli bowiem o wdrażaniu wyników swojej pracy do praktyki i współpracą z sektorem przemysłu elektrochemicznego. Swoją ofertę kieruje m.in. do producentów ogniw fotowoltaicznych i przedsiębiorstw zainteresowanych urządzeniami do generacji czystego wodoru z fotoelektrokatalizy wody, a także do firm zajmujących się usuwaniem zanieczyszczeń organicznych z fazy ciekłej oraz gazowej.

"Otrzymany przeze mnie materiał - domieszkowany jodem ditlenek tytanu wykazuje w świetle widzialnym bardzo wysoką aktywność, sięgająca 30 proc. tej osiąganej tylko w świetle UV, podczas gdy czysty TiO2 w świetle widzialnym po prostu nie działa. Ze względu na cenność procedury otrzymywania takich materiałów, zarówno otrzymanie TiO2 domieszkowanego jodem jak i azotem zostało zastrzeżone zgłoszeniem patentowym" - podkreśla.

Jej zdaniem, współpraca z gospodarką nie jest łatwa. Często firmy wymagają gotowego produktu i technologii na większą skalę, podczas gdy doktoranci działają raczej w skali laboratoryjnej.

"Jednak podczas mojego pobytu na tegorocznych targach Printed Electronics w Dreznie moim produktem zainteresowała się firma DuPont, znana z produkcji chemikaliów () Spotkanie innodoktorantów z przedsiębiorcami zostało również zorganizowane przez Urząd Marszałkowski województwa pomorskiego. Nawiązałam kontakt z Prezesem Firmy Jabil z Kwidzyna i przedstawicielem filmy Oliva z Gdańska, która zajmuje się produkcją farb" - wylicza Szybowiska, wyrażając nadzieję, że ta współpraca niedługo zaowocuje konkretnymi rozwiązaniami.

Katarzyna Szybowiska za swój obowiązek uważa popularyzowanie swoich badań nie tylko w środowisku naukowym. Jak podkreśla, bardzo lubi interdyscyplinarne projekty, a jej praca łączy zagadnienia z dziedziny chemii, elektrochemii i fizyki. KOL

PAP - Nauka w Polsce