SZTE Info

Kiemelt_Janaky

Új eredmények - A napenergia kiaknázását elősegítő SZTE-kutatások Janáky Csaba irányításával

A napenergia kémiai energiává alakításával foglalkozó kutatók képzésére nemzetközi konzorciumi tagként nyert H2020 pályázati támogatást, illetve a napelemekben használatos anyagcsaládot, a perovszkitokat vizsgálva, régi elektrokémiai elveket alkalmazva jutott új és izgalmas eredményekre Janáky Csaba, az MTA–SZTE Lendület Fotoelektrokémiai Kutatócsoport vezetője, az SZTE TTIK kutatója.

Cikk nyomtatásCikk nyomtatás
Link küldésLink küldés

A napenergia kiaknázását esősegítő korábbi kutatási témáiban elmélyedve jutott új, a gyakorlati életben is hasznosítható eredményekre Janáky Csaba. Az Európai Kutatási Tanács (ERC) 2016. évi pályázatán is sikeres kutató 2014 óta vezeti az MTA–SZTE Lendület Fotoelektrokémiai Kutatócsoport, illetve a Szegedi Tudományegyetem Természettudományi és Informatikai Kar Kémiai Intézet Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszékének egyetemi adjunktusa.

 

 

„Lyukaktól” függ a napelem-alkotó anyag (in)stabilitása?

 

Instabilak. Ez a legnagyobb probléma a napelemekben használatos perovszkit-család tagjaival. Holott ezek az összetett anyagok ígéretesek, nagy az aktivitásuk, kevés kell belőlük, olcsók, gyorsan előállíthatóak – vont mérleget Janáky Csaba, az SZTE TTIK adjunktusa.

 

A perovszkit eredetileg a kalcium-titanát oxidásvány felfedezőjéről kapta a nevét. Általánosságban az ABX3 összetételű, és a kalcium titanáttal megegyező kristályszerkezettel rendelkező anyagokat hívjuk perovszkitoknak. Napelemekben a halogenid-ionokat tartalmazó képviselőiket vizsgálják.


A perovszkit anyagcsalád tagjai miért nem stabilak? – tette fel a kérdést önmagának is a szegedi egyetem kutatója.


Janaky_JACS_cimlappal

 

– Amikor megvilágítunk egy félvezetőt, akkor – a fényből érkező fotonok hatására – létrejönnek a „töltéshordozók”, azaz az „elektron és lyuk”-párok. Minden kísérletnél ugyanannyi „elektron és lyuk” jön létre. Ezért nehéz elkülöníteni, hogy az „elektronokhoz” vagy a „lyukakhoz” kötődik a perovszkit anyagcsalád instabilitása – magyarázta.

 

Az „elektronoknak” vagy a „lyukaknak" van nagyobb szerepe a perovszkit anyagok instabilitásában vagy degradációjában? E kérdésükre kísérletekkel keresték a választ a szegedi kutatók. Fény helyett elektrokémiai módszert alkalmaztak.

 

– Egy elektrokémiai cellában, attól függően, hogy arra milyen feszültséget kapcsolunk a munkaelektródra, vagy „elektronokat” vagy „lyukakat” raktunk a kiválasztott perovszkitra – érzékeltette új, eddig még senki által nem alkalmazott elektrokémiai mérési módszerük lényegét Janáky Csaba.

 

Összetett, mert két – pontosabban bróm és jód – aniont tartalmazó perovszkittal dolgoztak a szegedi kutatók. Miért? Azért éppen e két halogént „vegyítették”, mert így az anyag optikai tulajdonságai hangolhatóakká váltak. Ez különösen fontos, annak érdekében, hogy a napfény spektrumának minél nagyobb részét nyelje el az anyag.

 

– Azt tapasztaltuk, hogy ha a perovszkitunkat oxidáljuk, vagyis „lyukakat” pakolunk rá, akkor a jodid fokozatosan eltávozik és csak a bromid marad. Ugyanakkor nem esik szét az anyag, hanem visszamarad egy olyan perovszkit, amelyben csak bromid található. E folyamat elemi lépéseit vizsgálva arra a következtetésre jutottunk, hogy a töltéshordozók közül a „lyukakhoz” kötődik a vegyes perovszkitok instabilitása – összegzett Janáky Csaba.

 

 

Elméleti eredményből gyakorlati módszer

 

Egy jól alkalmazható és a gyakorlatban is hasznosítható modell-rendszert dolgoztak ki az SZTE kutatói.

 

– Kísérlettel igazoltuk, számszerűen kimutattuk, amit az elméleti kémikusok a számításaik alapján sejteni véltek: két „lyuk” kell ahhoz, hogy két jodid kijöjjön egy jód molekula formájában ebből a perovszkit anyagból– mutatta a Journal of the American Chemical Society, azaz a JACS 2019. július 10-i száma címlapján szereplő cikküket Janáky Csaba. – Tehát a „lyukak” indítják el a – többek között a napelemekben is használt – perovszkitok degradációs folyamatát.


JACS_cimlap

A JACS-béli publikáció 6 szerzője közül az egyik az SZTE díszdoktori címének várományosa, Prashant V Kamat professzor, mellette két olasz elméleti kémikus is a szegedi kutató-csoport partnere. A szerzők névsorának élén szereplő Samu Gergely és Balog Ádám, valamint a sort záró Janáky Csaba az SZTE kutatója.

 

– A degradációs folyamat megelőzhető, ha olyan perovszkit-határfelületeket hozunk létre, amelyeken keresztül ezeket a „lyukakat” gyorsan el lehet távolítani. Másképpen fogalmazva: a „lyukak” nem halmozódnak fel, így nincs idejük arra, hogy elindítsák az oxidációs folyamatot – zárta magyarázatát Janáky Csaba. – Korábbi cikkeinkben is a perovszkitok, azaz a napelemekben használt optikailag aktív réteg határfelületeinek a fontosságára hívtuk föl a figyelmet. Ugyanis megfelelő „elektron- és lyuk”-szelektív felülettel befolyásolható a perovszkit stabilitása.

 

A több száz féle és kristályszerkezetű perovszkit stabilitásának a gyors vizsgálatára is kiváló az SZTE kutatói által kidolgozott elektrokémiai módszer. Ezzel időt és pénzt takaríthatnak meg a napelemek kutatói és fejlesztői.

 

– Módszerünkkel előre tudjuk jelezni a különböző perovszkitok stabilitását. Sőt: arra is javaslatot teszünk, hogy az adott vizsgált perovszkitot milyen „lyuk”-vezető vagy „elektron”-vezető anyaggal érdemes kombinálni ahhoz, hogy lassuljon a degradáció – összegezte a JACS-beli cikkben kifejtett módszerbéli újítás gyakorlati hasznát az SZTE-kutató. Janáky Csaba elárulta: eredményeikre építve új projekten, azaz teszt-protokoll kidolgozásán fáradoznak. Így a nemrégiben vásárolt atomi rétegleválasztó (ALD) berendezésüket is hasznosítják.

 

 

Az SZTE-t erősíti az MSCA-ITN siker

 

A kicsi nyerési eséllyel biztató Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Networks (MSCA-ITN) program keretében, nemzetközi konzorciumi tagként kapott támogatást Janáky Csaba. Az SZTE TTIK adjunktusa a napenergia kémiai energiává alakításával foglalkozó, 2020-ban induló és 2024-ben záruló uniós kutatóképzési programban vesz részt.


Janaky_Bencsik_3

 

A 9 egyetemi és kutatóintézeti partner – közte az University of Cambridge, a Max Planck Institute of Colloids and Interfaces –, továbbá 3 ipari résztvevő közös kutatóképző pályázata egy jól definiálható téma, a napenergia kémiai energiává alakítását célozza. A kompetitív, 5 százalék körüli sikerrátájú pályázat összesen 15 doktorandusz képzését szolgálja. A közösen kidolgozott programból az SZTE-beli csoportunkra eső támogatás 500 ezer euró – összegzett Janáky Csaba.

 

A kutatói mobilitást támogató MSCA-ITN révén 2020 őszén 2 új doktorandusz érkezik Janáky Csaba MTA–SZTE Lendület Fotoelektrokémiai Kutatócsoportjába.

 

– A PhD-hallgatók e program révén nemcsak azt tanulják meg, amit itt amúgy is látnának, hanem megismerik a többi konzorciumi partner munkáját is, hiszen rendszeresen rész vesznek majd a közös tréningeken – magyarázta a szegedi kutató. – A mi két új doktoranduszunknak fél évet el kell tölteniük egy másik partnernél, mint ahogy én is fogadok majd két másik fiatalt 6 hónapos képzésre.

 

Az élvonalbeli tudományos vérkeringésbe került be ezzel a pályázati sikerrel az SZTE TTIK Kémiai Intézet Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszéke.

 

Az SZTE legújabb, nálunk működtetett berendezésével, a Magyarországon is egyedülálló atomi rétegleválasztó készüléken fog dolgozni az egyik doktorandusz, míg a másik abba a munkába kapcsolódik be, ami a perovszkitok stabilitását vizsgálja – árulta el Janáky Csaba, aki immár a tudományterülete élmezőnyének tagja. Kutatói sikereinek elismerése, hogy ezen MSCA-ITN projekt záró konferenciájának 2024-ben a Szegedi Tudományegyetem adhat otthont.

 

*

A Marie Sklodowska Curie Innovativ Training Network (MSCA ITN) program egyetemek, kutatóintézetek és vállalatok nemzetközi konzorciuma által összeállított kutatási terve alapján fiatal kutatók képzését finanszírozza doktori programon keresztül. A nemzetközi program jellemzői: interdiszciplinaritás, mobilitás és interszektoralitás. A projekt boardjában konzorciumi vagy társult tagként jelen vannak vállalatok is, hogy a hallgatók olyan környezetben dolgozzanak, ahol látják az interszektorális kapcsolatok fontosságát, illetve az alapkutatási eredmények ipari hasznosítását.

 

 

 

SZTEinfo – Ú. I.

Fotók: Újszászi Ilona

 

Az ERC és az MTA Lendület programja által támogatott, Junior Prima-díjas, korábban SZTE Sófi-ösztöndíjas Janáky Csaba eddigi eredményeiről az SZTE Hírportálján korábban is írtunk:

 

Szén-dioxid reaktort fejleszt a Szegedi Tudományegyetem és a ThalesNano Zrt.

 

Úttörő módszerek és eredmények az MTA-SZTE Lendület Fotoelektrokémiai Kutatócsoportban

 

Janáky Csaba, az SZTE vegyésze az Európai Unió legjobb kutatói között

 

Nagy kockázat nagy haszon - a Nobel-díjas Oláh György koncepciójához is kapcsolódnak Janáky Csaba kutatásai

 

MTA Lendület kutatócsoportok a Szegedi Tudományegyetemen

 

Szabadegyetem - Szeged XVI. szemeszter: Tüzelőanyagok előállítása napenergia segítségével


Junior Prima díjat vett át Janáky Csaba, az SZTE kutatója

Cikk nyomtatásCikk nyomtatás
Link küldésLink küldés

esza_felso

SZTEmagazin

2019. augusztus 02.

nyito_PB

Hogyan változik a lakosság véleménye egy sportesemény alatt? Milyen társadalmi hozadéka van egy nemzetközi sporteseménynek? Polcsik Balázs, az SZTE JGYPK Új Nemzeti Kiválóság Program ösztöndíjasa többek között ezeket a kérdéseket járta körül nyertes pályázatában. A fiatal kutatót tapasztalatairól és eredményeiről kérdeztük.

SZTEtelevízió

2019. augusztus 07.

kiemelt_Berenyi_Antal

Berényi Antal, az SZTE Általános Orvostudományi Kar Élettani Intézet adjunktusa és kutatócsoportja azonosította azt az agyterületet, amely azoknak a ritmusoknak a keletkezéséért felelős, amelyek alvás közben a rövidtávú memóriából áttöltik az emléknyomokat a hosszú távú memóriába. A felfedezés segít annak a megértésében, miként tudunk emlékezni. Azt is felderítették, hogy a különböző epilepszia-típusok hogyan alakulnak ki az agyban. A kutatócsoport munkájáról dokumentumfilmben mesél az SZTE agykutatója.

Eseménynaptár

Eseménynaptár RSS

Rendezvénynaptár *

  • szeptember 19.
    17:00 - 18:00
    A Trianonról közérthetően és a Trianon Nagy Háború alatti előzményeiről, az Osztrák-Magyar Monarchia bukása c. kötetekről beszélgetés Bencsik Péterrel (BTK Jelenkortörténeti Tanszék), Gulyás Lászlóval (JGYPK Alkalmazott Társadalomismereti és Kisebbségpolitikai Intézet) és Döbör Andrással (JGYPK dékán).
    Az esemény ingyenes, és nem kötött könyvtári tagsághoz.
  • szeptember 19.
    18:00 - 19:00
    „Szubjektív prezentációs elődás a Giotto-kápolnáról (Padova), a S. Vitalis, a St. Apollinaris templom, a Galla Pracidia mauzóleum (Ravenna) mozaik műalkotásairól, valamint az Aquileia padló mozaikjairól.”
  • szeptember 19.
    18:00 - 19:00
    Az SZTE JGYPK Művészeti Intézete és a SZÖG-ART Művészeti Egyesület szervezésében
  • szeptember 19.
    18:00 - 19:00
    FONTOS! A beszélgetésre ezúttal az American Corner helyiségében kerül sor, ezért kérjük, részvételi szándékod jelezd az alábbi linken: https://forms.gle/eoeGHb3zt2YcLG949
    ÚJ! A Fotósok Amerikában című előadások olyan vendégek meghívásával kerülnek “műsorra”, akik fényképeztek az Államokban vagy szakmai, elméleti munkát végeztek az Amerika - Magyarország tengelyen. Akik testközelből élték meg a természeti csodákat és a nyüzsgő (vagy épp szellemjárta) városokat, saját képeik segítségével kalauzolnak minket a távolba. Ezt kiegészítve olyan elméleti hátteret igyekszünk felépíteni a további előadásokkal (beleértve az Amerikai fotósok sorozatot is), amelybe a hallgatóság könnyedén beleillesztheti az ott járt alkotók élményeit, érzelmeit. Első vendégünk Kurucz Árpád, aki 2006-tól 2015-ig a Népszabadság, jelenleg a Getty Images, az Anadolu Images török hírügynökség és a Magyar Nemzet fotósa. Fontosabb díjai: 2010 Picure of the Year International első díj, Ringier International Photo Award, Magyar Sajtófotó pályázatokon különböző kategóriadíjak, Munkácsi Márton kollekció díjak. Képeit jelentette már meg a New York Times, a Time, a Getty Images és a Politico is.
  • szeptember 20.
    08:30 - 12:15
    A részvétel ingyenes, de regisztrációhoz kötött. Részvételi szándékát kérjük jelezze legkésőbb 2019. szeptember 16. 12.00 óráig a szocmunka@etszk.u-szeged.hu email címen.
    Program:
    8.30-9.00 Regisztráció
    9.00-9.10 Köszöntő
    Héderné Dr. Berta Edina dékán; SZTE Egészségtudományi és Szociális Képzési Kar
    9.10-9.40 Hová is tettem? Demenciával járó kórállapotok felismerésének és ellátásának irányelvei
    Dr. Pákáski Magdolna tudományos főmunkatárs, osztályvezető; SZTE ÁOK Pszichiátria Klinika
    9.40-10.10 Ráncok – egy barátság története az Alzheimer-kór árnyékában
    Dr. Baginé Dr. Tóth Erika Hajnalka osztályvezető főorvos; SZTE ÁOK Pszichiátriai Klinika
    10.10-10.25 Kávészünet
    10.25-10.55 Demencia a beteg szemszögéből
    Kőműves Zsuzsanna Judit felnőtt klinikai és mentálhigiéniai szakpszichológus
    10.55-11.10 Én és a demencia
    Szabó Sándorné érintett családtag
    11.10-11.40 Tánccal a demencia ellen – mozgás, öröm, agytorna 50 év felett
    Tyukász Brigitta gyógytornász, szenior táncoktató; Odú Központ, Pedagógiai Szakszolgálati Intézmény, Szeged
    11.45-12.15 Séta az Erzsébet ligetben a Belvárosi híd újszegedi hídfőjéig