Materiały katalityczne

Kataliza

Skład zespołu

Lider zespołu

Zdjęcie lidera

Żabiński PiotrWydział Metali NieżelaznychKatedra Fizykochemii i Metalurgii Metali Nieżelaznych

Członkowie zespołu

Informacje o zespole

Słowa kluczowe	kataliza heterogeniczna chemia materiałowa Nanostrukturalne katalizatory metaliczne Konwersja CO₂ zielona chemia
Opis zakresu działań	Grupa badawcza prowadzi zaawansowane badania w obszarze chemii materiałowej oraz katalizy heterogenicznej, koncentrując się na projektowaniu, kontrolowanej syntezie oraz wieloaspektowej charakterystyce materiałów katalitycznych na bazie metali przejściowych i metali szlachetnych. Przedmiotem prac są w szczególności nanostrukturalne układy katalityczne, w których faza aktywna oparta na metalach takich jak platyna, pallad, nikiel, kobalt czy żelazo. Faza aktywna może być stabilizowana na nośnikach tlenkowych o ściśle zdefiniowanych właściwościach strukturalnych i powierzchniowych. Istotnym elementem badań jest precyzyjna kontrola parametrów strukturalnych, w tym wielkości i morfologii cząstek, stopnia ich dyspersji oraz charakteru oddziaływań metal–nośnik, determinujących właściwości katalityczne otrzymywanych materiałów. Badania eksperymentalne realizowane są z wykorzystaniem technik umożliwiających korelację właściwości strukturalnych i elektronowych z aktywnością, selektywnością oraz stabilnością katalityczną. Szczególny nacisk kładziony jest na ilościowy opis zależności struktura–aktywność, obejmujący analizę kinetyki procesów powierzchniowych oraz identyfikację mechanizmów reakcji zachodzących na granicy faz. Zakres prowadzonych prac obejmuje m.in. reakcje utleniania, procesy reformingu, redukcję tlenków azotu oraz przemiany elektrochemiczne związane z funkcjonowaniem układów takich jak ogniwa paliwowe. Działalność naukowa grupy ukierunkowana jest na rozwój aplikacyjny opracowywanych materiałów, ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień ochrony środowiska oraz zrównoważonej energetyki. Prowadzone badania obejmują projektowanie efektywnych układów katalitycznych do oczyszczania gazów odlotowych, wytwarzania wodoru oraz konwersji dwutlenku węgla, zgodnie z założeniami zielona chemia. Równolegle podejmowane są systematyczne działania mające na celu zwiększenie trwałości i odporności katalizatorów na procesy dezaktywacji oraz redukcję zawartości metali szlachetnych poprzez opracowywanie materiałów alternatywnych o porównywalnej aktywności katalitycznej. Grupa realizuje swoje cele badawcze we współpracy z krajowymi i międzynarodowymi ośrodkami naukowymi oraz partnerami przemysłowymi, dążąc do transferu wiedzy i implementacji opracowanych rozwiązań w praktyce technologicznej.
Jednostka wiodąca	Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Fizykochemii i Metalurgii Metali Nieżelaznych
Obszary badawcze	Projektowanie i synteza nanostrukturalnych katalizatorów metalicznych i bimetalicznych o kontrolowanej strukturze i składzie. Charakterystyka fizykochemiczna materiałów katalitycznych z wykorzystaniem zaawansowanych technik analitycznych oraz korelacja właściwości strukturalnych z aktywnością katalityczną. Badania mechanizmów reakcji i kinetyki procesów powierzchniowych, ze szczególnym uwzględnieniem zależności struktura–aktywność. Opracowywanie katalizatorów do zastosowań środowiskowych i energetycznych, w tym procesów konwersji CO₂, produkcji wodoru oraz oczyszczania gazów odlotowych, powiązanych z systemami takimi jak ogniwa paliwowe. Zwiększanie trwałości katalizatorów oraz rozwój materiałów alternatywnych o obniżonej zawartości metali szlachetnych, zgodnie z zasadami zielona chemia.
Projekty badawcze / Prace komercyjne	Jednostopniowe wspomagane polem magnetycznym elektroosadzanie nano struktur opartych o stop CoFe . Numer kontraktu UMO-2016/23/G/ST5/04058 PNH 2: System Metanizacji CO2 jako sposób magazynowania energii przez produkcję SNG. Numer kontraktu 493861/PnH2/2020 Wysokociśnieniowa kolumna sorpcyjna do odzysku metali szlachetnych Numer kontraktu TANGO-IV-A/0031/2019-00 Walidacja nowego modelu izotermy adsorpcji, na wybranych przykładach adsorpcji jonów metali z roztworów wodnych Numer kontraktu UMO-2016/23/D/ST8/00668 Jednoetapowa elektrochemiczna synteza stożkowych struktur Ni-Cu, Cu-Fe oraz Ni-Cu-Fe do zastosowań elektrokatalitycznych Numer kontraktu UMO-2022/45/N/ST5/00226 Elektrochemiczna synteza powłok i struktur stopowych Ni-M (M=Ru,Rh) o wysokiej wydajności katalitycznej Numer kontraktu UMO-2016/21/N/ST8/00222 Niekonwencjonalne metody syntezy mikroelementów kompozytowych sterowalnych polem magnetycznym Numer kontraktu UMO-2017/25/N/ST8/01721
Współpraca	University of Florence TU Dresden HZDR Dresden Universiry of Seged Tohoku University University of Reims
Aparatura	Mikroskop sił atomowych sprzężony z nanoindenterem Skaningowy mikroskop elektronowy Phenom XL G2 Potencjostaty/galwanostaty Biologic SP-300
Laboratoria	Mikroskopia skanningowa badawczo-dydaktyczne nieakredytowane Elektrochemia badawczo-dydaktyczne nieakredytowane XRD-XRF badawcze nieakredytowane
Oferta badawcza	Grupa badawcza oferuje kompleksowy program naukowy skoncentrowany na projektowaniu, syntezie oraz charakterystyce zaawansowanych materiałów katalitycznych na bazie metali. Działalność zespołu obejmuje rozwój nanostrukturalnych katalizatorów mono- i bimetalicznych o kontrolowanej morfologii, składzie i dyspersji, dostosowanych do konkretnych przemian chemicznych. Grupa dysponuje doświadczeniem w zakresie zaawansowanej charakterystyki fizykochemicznej, umożliwiającej korelację właściwości strukturalnych, elektronowych i powierzchniowych z aktywnością, selektywnością oraz stabilnością katalizatorów. Zespół prowadzi również badania mechanizmów reakcji i kinetyki procesów powierzchniowych, pozwalające na dokładne zrozumienie zależności struktura–aktywność oraz optymalizację procesów katalitycznych. Do głównych kierunków badań należą konwersja CO₂, produkcja wodoru, oczyszczanie gazów odlotowych oraz przemiany elektrochemiczne związane z systemami takimi jak ogniwa paliwowe. Ponadto grupa koncentruje się na opracowywaniu trwałych katalizatorów o zmniejszonej zawartości metali szlachetnych, zgodnie z zasadami zielonej chemii, oraz na przenoszeniu odkryć laboratoryjnych do praktycznych zastosowań przemysłowych. Współpraca z krajowymi i międzynarodowymi jednostkami naukowymi oraz partnerami przemysłowymi umożliwia realizację projektów badawczo-rozwojowych, badań pilotażowych oraz wdrażanie innowacyjnych rozwiązań katalitycznych, tworząc pomost między nauką podstawową a praktyką technologiczną.
Udział w konferencjach	66th annual meeting of the International Society of Electrochemistry Carbon Capture and Storage 11th International workshop on Electrodepisited Nanostrucures (EDNANO-11)

Dane kontaktowe

Kontakt	Piotr Żabiński, email: zabinski@agh.edu.pl Marek Wojnicki, email: marekw@agh.edu.pl
Adres	Wydział Metali Nieżelaznych, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, paw A2 pok 209
Numer kontaktowy	12 617 36 11
E-mail	zabinski@agh.edu.pl

Priorytetowe obszary badawcze

Numer POB	Opis
POB 1	Zrównoważone technologie energetyczne, odnawialne źródła energii i magazyny energii oraz zarządzanie zasobami. Projektowanie, wytwarzanie, aplikacja, synergia i integracja procesów
POB 2	Nowe technologie dla gospodarki o obiegu zamkniętym: połączenie modeli biznesowych z ekoinnowacjami w celu wzrostu produktywności i minimalizacji odpadów oraz tworzenia i wykorzystywania wiedzy
POB 7	Projektowanie, produkcja, badanie nowoczesnych materiałów i przyszłościowych technologii w oparciu o multidyscyplinarne podejście łączące inżynierię materiałową z chemią, fizyką, matematyką i medycyną

Publikacje (547)