Rentgenska spektroskopija v nežnem energijskem področju za proučevanje naprednih materialov in dinamičnih procesov
Oznaka in naziv projekta
N1-0167 Rentgenska spektroskopija v nežnem energijskem področju za proučevanje naprednih materialov in dinamičnih procesov
N1-0167 Developing tender X - ray spectroscopy probes to tackle problems in materials science and ultrafast science
Logotipi ARRS in drugih sofinancerjev
Projektna skupina
Vodja projekta: prof. dr. Matjaž Kavčič
Sodelavci: doc. dr. Klemen Bučar, dr. Marko Petric, Ava Rajh
Sodelujoče raziskovalne organizacije: Povezava na SICRIS
Sestava projektne skupine: Povezava na SICRIS
Vsebinski opis projekta
V projektu bomo razvijali laboratorijske rentgenske spektroskopske metode za analizo naprednih materialov na osnovi žvepla in jih uporabili za preučevanje materialov s področja molekularne elektronike in akumulatorskih baterij. Ti materiali predstavljajo potencialne bodoče rešitve na področju informacijske tehnologije in shranjevanja električne energije v aplikacijah, ki zahtevajo veliko energijsko gostoto. Rezultati raziskav bodo omogočili boljše razumevanje osnovnih mehanizmov delovanja, kar bo pospešilo njihov nadaljnji tehnološki razvoj. Zaenkrat se takšne raziskave odvijajo na žarkovnih linijah sinhrotonov, ki so velike in izjemno drage raziskovalne naprave. Predlagani projekt bo omogočil izvedbo tovrstnih raziskav tudi v manjšem laboratoriju, kar bo močno povečalo dostopnost raziskav in pomembno znižalo njihove stroške. Raziskovalna oprema in pristop, ki ju bomo razvili v projektu, bosta pomembno povečala razpoložljiv nabor raziskovalnih orodij na področju razvoja novih materialov.
Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani SICRIS.
Faze projekta in opis njihove realizacije
Delovni sklop 1:
Molekularni kompleksi z vsebnostjo žvepla kot modelski sistemi v molekularni elektroniki (Molecular Electronics Model Systems with S-bearing Components). V okviru prvega delovnega sklopa preučujemo možnosti uporabe rentgenske emisijske spektroskopije (XES) za preučevanje lokalne elektronske zgradbe žvepla znotraj kompleksnih heteroaromatskih sistemov na osnovi ditieniletena, ki predstavljajo modelski sistem molekularnih fotostikal.
Delovni sklop 2:
Litij žveplove baterije (Li-S Batteries) Drugi delovni sklop obravnava laboratorijsko analizo baterij litij-žveplo, ki temeljijo na katodi iz žvepla in so trenutno ena najbolj obetavnih možnosti shranjevanja električne energije v aplikacijah, ki zahtevajo veliko energijsko gostoto. Glavni cilj je razvoj rentgenske emisijske spektroskopije (XES) kot laboratorijskega orodja za karakterizacijo elektrokemijskih procesov v žveplovih baterijah in njena aplikacija pri analizi mehanizmov kemijske pretvorbe žvepla v različnih naprednih baterijskih sistemih, ki temeljijo na uporabi katod iz žvepla.
Bibliografske reference
KAVČIČ, Matjaž, PETRIC, Marko, RAJH, Ava, ISAKOVIĆ, Kristina, VIŽINTIN, Alen, DRVARIČ TALIAN, Sara, DOMINKO, Robert. Characterization of Li-S batteries using laboratory sulfur X-ray emission spectroscopy. ACS applied energy materials. 2021, vol. 4, no. 3, str. 2357-2364. DOI: 10.1021/acsaem.0c02878, [COBISS.SI-ID 56996355].
PETRIC, Marko, RAJH, Ava, VIŽINTIN, Alen, DRVARIČ TALIAN, Sara, DOMINKO, Robert, KAVČIČ, Matjaž. Sulfur valence-to-core X-ray emission spectroscopy study of lithium sulfur batteries. Chemical communications. 2021, vol. 57, no. 61, str. 7573-7576. DOI: 10.1039/d1cc03023j, [COBISS.SI-ID 72325635].
KAVČIČ, Matjaž, PETRIC, Marko. Multielectron ionization contributions in valence-to-core x-ray emission spectra of third-row elements. X-ray spectrometry. ISSN 1097-4539. DOI: 10.1002/xrs.3322. [COBISS.SI-ID 134234627]