GAČR projekt doktora Tomáše Hartmana zkoumá nové materiály pro baterie budoucnosti

Jak byste v několika větách popsal/a laikovi, o čem váš projekt je a proč je důležitý?

Cílem projektu je studium nových nízkodimenzionálních (2D) materiálů na bázi křemíku a germania, které jsou vzdáleně podobné již notoricky známému grafenu. Tyto materiály vykazují celou řadu unikátních vlastností, jako např. velký povrch a v případě křemíku i hojný výskyt a nízká cena, díky čemuž pravděpodobně ukrývají potenciál pro ukládání energie. Navíc umožňují i snadné použití jiných, dostupnějších kovů v akumulátorech na bázi zmíněných materiálů než běžně používaného lithia, např. vápníku nebo hořčíku. Díky tomu by mohly být získány nové poznatky v oboru ukládání energie/akumulátorů.

Co vás inspirovalo k výběru tématu? Byla to konkrétní výzva, kterou jste chtěli řešit, nebo spíše přirozené pokračování vaší dosavadní práce?

Abych řekl pravdu, ukládání energie do akumulátorů jsem se začal věnovat před pár lety. Jde o oblast s celkem zajímavým aplikačním potenciálem, zejména v dnešní době „green dealu“.

Co je hlavním cílem vašeho výzkumu?

Cílem je prostudovat nanomateriály založené na křemíku a germaniu s důrazem na jejich schopnost interagovat s ionty vápníku nebo hořčíku a studovat jejich potenciální schopnosti fungovat jako aktivní materiály pro ukládání elektrické energie.

Co myslíte, že porotu zaujalo nejvíce?

Zde bych nerad spekuloval, ale myslím, že je to především kombinací dvou poměrně horkých témat současného výzkumu – 2D materiály, přičemž zrovna tato třída 2D materiálů není moc prozkoumána, a jejich následná aplikace k ukládání energie s využitím jiných iontů než lithných.

Přinese projekt nějaké konkrétní aplikace nebo technologie?

Projekt je zaměřen spíše na základní výzkum v oblasti nanomateriálů pro akumulátory, ale samozřejmě, pokud se potenciální aplikace objeví, budeme rádi.

V čem je váš projekt unikátní?

Myslím si, že atraktivita projektu tkví zejména v myšlence absence lithia, jehož zdroje jsou silně omezené na rozdíl od vápníku nebo hořčíku, které lze i považovat za mnohem bezpečnější náhradu.

S kým na projektu spolupracujete?

Řešitelský tým je složen zejména z kolegů a studentů z Ústavu anorganické chemie na VŠCHT Praha.

Jaké překážky nebo výzvy očekáváte během realizace projektu? Máte už strategii, jak je překonat?

Detailně řečeno, atraktivita lithia v současných bateriích tkví zejména v jeho potenciálu a velikosti, popřípadě v jeho mobilitě. Právě tyto vlastnosti lze u iontů, které ho nahrazují, překonávat sice obtížně, ale volbou vhodných podmínek či vhodnou konstrukcí článku bychom tyto překážky mohli překonat.

Co vám dělá na projektu největší radost?

Osobně mi největší radost dělá fakt, že se na druhý pokus povedlo vypilovat projekt tak, že zaujal své hodnotitele.

Co by teoreticky mělo navazovat na váš výzkum až projekt skončí?

Nejpravděpodobnějším následným krokem je další výzkum, případně optimalizace poznatků v případě praktického využití. Přeci jen, práce v laboratoři má, zejména v oblasti základního výzkumu, k praktickému využití velmi daleko.