 Trưởng phòng PGS.TS.NCVCC Phạm Duy Long |
CHỨC NĂNG/NHIỆM VỤ:
HƯỚNG NGHIÊN CỨU CHÍNH:
|
|
 longphd@ims.vast.ac.vn |
 + 84.902 064 909 |
|
| CÁC THÀNH TỰU CHÍNH |
Đã xây dựng và phát triển các phương pháp công nghệ chế tạo được các vật liệu oxit bán dẫn cấu trúc nano TiO2; ZnO; SnO2 .., các vật liệu trao đổi và tích trữ ion trên cơ sở các hợp chất oxit kim loại chuyển tiếp LixM1-xMn2O4 (M=Ni; V; Co …), LiLaTiO3 và Na4Mn9O18 với nhiều hình thái học khác nhau (hạt, dạng thanh, dây nano và hoa nano) cũng như hệ vật liệu plasmonic trên cơ sở các nano Au đã được chế tạo thành công bằng cả hai phương pháp hóa học và vật lý (bốc bay trong chân không). Đặc biệt các hệ vật liệu trên đã được chế tạo dưới dạng màng mỏng trên các đế khác nhau (thủy tinh, thủy tinh dẫn điện trong suất, các đế dẫn….) nhằm phục vụ cho việc chế tạo các linh kiện chuyển hóa năng lượng như pin mặt trời DSSCs (Dye Sensitized Solarc Celss ), QDSSCs (– Quatum Dot Sensitized Solar Cells), PSCs (Perovskite Solar Cells ), các linh kiện pin ion liti, natri, hay cho quang xúc tác và linh kiện quang điện hóa. Hình 1 là ảnh SEM của một số vật liệu màng mỏng cấu trúc nano đã được chế tạo.
Hình 1. Ảnh SEM một số vật liệu cấu trúc nano đã chế tạo: (a) Màng TiO2 nano xốp/FTO,
(b) Màng TiO2 dây nano/FTO, Màng thanh nano ZnO/FTO,(d; e; f) là hạt nano Au chế tạo bằng phương pháp bốc bay kết hợp ủ nhiệt trên các đế TiO2/thủy tinh; TiO2/FTO và TiO2 dây nano.
g) Vật liệu dây nano Na4Mn9O18, (h) Vật liệu LixM1-xMn2O4 và (f) Vật liệu ZnO hoa nano và Au/ZnO
2. Nghiên cứu chế tạo linh kiện chuyển hóa năng lượng
Trong lĩnh vực nghiên cứu chế tạo linh kiện chuyển hóa năng lượng, đã chế tạo thành công được pin mặt trời DSSCs trên cơ sở hệ màng TiO2 nano xốp với hiệu suất đạt trên 6% với kích thước linh kiện lớn 10×10 cm2. Các tấm pin đã được ghép dưới dạng moldul cho phép thắp được bóng đèn chiếu sáng LED, Hình 2. (Đề tài độc lập cấp nhà nước 2012-2016). Trên cơ sở phát triển cấu hình linh kiện pin mặt trời perovskite không dùng lớp vật liệu dẫn lỗ trống (HTM) đã chế tạo được linh kiện pin mặt trời perovskite với hiệu suất đạt 7, 69 % và độ bền được cải thiện một cách đáng kể (đề tài cấp VAST 2019-2020).
Hệ vật liệu có khả năng trao đổi tích trữ các ion Li+; Na+ của các hợp chất oxit kim loại chuyển tiếp cấu trúc lớp bao gồm LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2; và LiNi0.5Mn0.5O2 đã được nghiên cứu chế tạo và sử dụng để chế tạo các pin ion liti sạc lại được. Linh kiện thử nghiệm pin ion liti dạng đồng xu CR2032 trong đó điện cực dương được làm từ các vật liệu (LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 và LiNi0.5Mn0.5O2), vật liệu âm cực là liti kim loại cũng đã được chế tạo thành công. Các kết quả cho thấy dung lượng đặc trưng đối với vật liệu LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 đạt 125 mAh/g và với vật liệu LiNi0.5Mn0.5O2 đạt 150 mAh/g ở tốc độ nạp xả 1/3 C . Linh kiện hoạt động ổn định, sau 50 vòng nạp xả dung lượng đạt trên 90 %, Hình 2.
Hình 2. Linh kiện pin mặt trời DSSCs kích thước 10×10 cm2 đã được chế tạo, thử nghiệm lắp ghép panel thắp sáng đèn LED và linh kiện pin ion liti dạng cúc áo đã được chế tạo và thử nghiệm tinh ổn định của pin sau 50 chu lỳ xả nạp
Hiệu ứng cộng hưởng plasmonic của các cấu trúc nano Au cũng đã được nghiên cứu và ứng dụng vào việc nâng cao hoạt tính quang xúc tác, quang điện hóa của các vật liệu nano composite và vật liệu màng tổ hợp dị thể/plasmonic. Các kết quả nghiên cứu cho thấy các tính chất quang điện, quang điện hóa và quang xúc tác của vật liệu nanocomposite được cải thiện đáng kể. Các kết quả này đang được tiếp tục nghiên cứu phát triển nhằm nâng cao hiệu suất của các linh kiện pin mặt trời, các linh kiện quang điện hóa và quang xúc tác tách hydro từ nước.
| CÁC CÔNG BỐ TIÊU BIỂU |
Công bố khoa học
