Katalitycznie grafityzowane materiały – KAGRAMAT

Materiały węglowe na anody litowo-jonowe
(i nie tylko)

z ekologicznych prekursorów

Naszą misją jest wykorzystanie organicznych prekursorów roślinnych i biomasy do produkcji materiałów grafitowych
alternatywnych do tradycyjnych syntetycznych grafitów.

Projekt Lider X realizowany na Uniwersytecie Śląskim w Katowicach, finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (LIDER/24/0131/L-10/18/NCBR/2019).

Celem projektu jest opracowanie alternatywnych materiałów węglowych dla akumulatorów litowo-jonowych z wykorzystaniem procesu grafityzacji katalitycznej. Obecnie baterie litowo-jonowe są najbardziej preferowaną technologią, z której korzysta coraz szybciej rozwijający się rynek magazynów energii. Zdecydowanie najczęściej stosowanym materiałem anodowym w tego typu akumulatorach jest grafit. W projekcie planowane jest wykorzystanie procesu grafityzacji katalitycznej do wytworzenia alternatywnych materiałów anodowych na bazie węgli niegrafityzujących, jak również optymalizacja metody grafityzacji katalitycznej materiału na bazie koksu wykorzystywanego komercyjnie. W ramach projektu przeprowadzone zostanie techniczne studium wykonalności wykorzystania nowych grafityzowanych katalitycznie twardych materiałów węglowych jako substytutu dla materiałów grafitowych. Materiały te zostaną kompleksowo scharakteryzowane pod względem struktury i właściwości, a ich parametry użytkowe zostaną zestawione z materiałami anodowymi dostępnymi obecnie na rynku. Projekt jest odpowiedzią na rosnące światowe zapotrzebowanie na tańsze i bardziej wydajne materiały anodowe, oraz na ulepszone metody ich wytwarzania, dążące do ograniczenia zużycia energii elektrycznej, ochrony środowiska i ekorozwoju.

 

Kamienie milowe projektu:

  • przygotowanie prekursorów materiałów węglowych do procesu pyrolizy
  • wybór katalizatorów grafityzacji
  • przygotowanie mieszanek do procesu pyrolizy w warunkach laboratoryjnych, homogenizacja, charakterystyka strukturalna
  • przeprowadzenie procesu pyrolizy
  • przeprowadzenie procesu grafityzacji
  • testy przygotowania materiałów w skali półprzemysłowej
  • kompleksowa charakterystyka struktury na poziomie atomowym
  • wybór materiałów grafityzowanych do badań elektrochemicznych
  • badania elektrochemiczne wybranych materiałów grafitowych w układzie trójelektrodowym
  • badania elektrochemiczne wybranych materiałów grafitowych w półogniwie Swagelok
  • konstrukcja prototypów ogniw litowo-jonowych typu kieszeniowego
  • przygotowanie mieszanek i warstw elektrodowych do badań w półogniwach i pełnych ogniwach kieszeniowych
  • badania woltameprometrii cyklicznej dla pełnych ogniw z anodami na bazie materiałów aktywnych otrzymanych w procesie grafityzacji katalitycznej.

Zgłoszenia patentowe:

  1. „Sposób otrzymywania materiałów grafitowych na bazie organicznych prekursorów węgli niegrafityzujących” zgłoszony w UPRP, numer: P.447308
  2. „Sposób otrzymywania materiałów grafitowych na bazie organicznych prekursorów węgli niegrafityzujących” zgłoszony w UPRP, numer: P.447309