Sposób otrzymywania grafenu zawierającego heteroatomy, zwłaszcza azotu, siarki lub boru

Przedmiotem wynalazku jest metoda otrzymywania grafenu zawierającego heteroatomy, zwłaszcza azot, siarka oraz boru poprzez oddziaływanie promieniowaniem gamma w celu uzyskania jednorodnych chemicznie materiałów. Do najpopularniejszych chemicznych modyfikacji należy modyfikowanie azotem, które powoduje bardzo znaczący wzrost przewodnictwa elektrycznego w porównaniu z czystym grafenem. Chemicznie związane atomy azotu odgrywają podwójną rolę jako donor elektronów i są centrami adsorpcyjnymi/katalitycznymi o wysokim poziomie zasadowym. Przesunięcie poziomu Fermiego w kierunku pasma przewodzenia to kolejny efekt związany z wprowadzaniem azotu do półprzewodnikowych matryc węglowych. Badania wykazały, że azotowanie matryc wpływa również na parametry strukturalne takie jak rozkład wielkości porów i pole powierzchni, a także poprawia pseudo pojemności elektrochemicznych urządzeń do magazynowania energii zawierających modyfikowane matryce węglowe.

Autorzy wynalazku proponują użycie grafenu wzbogaconego w heteroatomy (otrzymanego wg. innowacyjnej technologii) jako materiał elektrodowy do konstrukcji baterii metal-powietrze czy ogniw fotowoltaicznych. Wyniki badań są odpowiedzią na konkretne zapotrzebowanie ze strony przemysłu.
Wymienione zastosowania są istotne dla wielu sektorów gospodarczych i dotyczą przemysłu chemicznego, energetycznego (fotowoltaika), elektrotechnicznego, elektronicznego czy przemysłu wysokiej technologii (producenci sprzętu komputerowego i elektroniki).

grafen; heteroatomy; azot; siarka; bor

Proponowany materiał może pozwolić na udoskonalenie procesu generowania energii elektrycznej w bateriach Zn-powietrze czy ogniwach fotowoltaicznych, potwierdzone badaniami laboratoryjnymi. Głównym efektem wdrożenia będzie dostarczenie na rynek innowacyjnych materiałów elektrodowych do konstrukcji baterii Zn-powietrze oraz ogniw fotowoltaicznych. Bardzo duży potencjał aplikacyjny baterii Zn-powietrze sprawił, że od wielu lat trwają intensywne badania nad udoskonaleniem technologii ich otrzymywania. Materiały zawierające heteroatomy wyłącznie z grupami czwartorzędowymi mogą zostać alternatywnym zamiennikiem dla tradycyjnie stosowanych w elektrochemii węgli aktywnych oraz grafitu. Wysokie przewodnictwo grafenu, zarówno cieplne jak i elektryczne, może spowodować również, że w przyszłości materiał ten zastąpi krzem w elektronice, co umożliwi dalszą miniaturyzację sprzętu elektronicznego. Poprzez szeroko rozumiane modyfikacje grafenowego nośnika otrzymaliśmy struktury o pożądanej morfologii, właściwościach adsorpcyjnych i stabilności. Opracowana metoda, będąca przedmiotem wynalazku, pozwala na wytwarzanie materiałów wykorzystuje zasady Zielonej Chemii, gdyż korzysta z surowców łatwych do utylizacji i w znikomy sposób oddziaływujących na środowisko naturalne. Potencjalny odbiorca technologii wytwarzania materiału węglowego wzbogaconego w heteroatomy w zminimalizowanym zakresie będzie oddziaływał na atmosferę, glebę i zasoby wodne. Projekt posiada wysoki potencjał wdrożeniowy.

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim
- Twórca jest zainteresowany zbyciem praw majątkowych do wynalazku