Phòng Vật liệu linh kiện năng lượng

Trưởng phòng PGS.TS.NCVCC Phạm Duy Long	CHỨC NĂNG/NHIỆM VỤ: Nghiên cứu về lĩnh vực vật liệu và linh kiện năng lượng Xây dựng và phát triển hợp tác nghiên cứu khoa học trong nước và quốc tế Tham gia hoạt động đào tạo của Viện HƯỚNG NGHIÊN CỨU CHÍNH: Phát triển vật liệu cấu trúc nano cho chuyển hóa năng lượng Nghiên cứu Vật lý và công nghệ vật liệu chuyển hóa năng lượng Nghiên cứu chế tạo linh kiện (pin mặt trời, pin ion, sensor, detector, pin nhiên liệu…) Chế tạo các thiết bị thu nhận, biến đổi năng lượng Xây dựng và phát triển phương pháp mô phỏng vật liệu và linh kiện chuyển hóa năng lượng
	longphd@ims.vast.ac.vn	+ 84.902 064 909

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 Li_xM_1-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 LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O_2; và LiNi_0.5Mn_0.5O₂ 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 (LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂ và LiNi_0.5Mn_0.5O₂), 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 LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂ đạt 125 mAh/g và  với vật liệu LiNi_0.5Mn_0.5O₂  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.
 

Công bố khoa học