Producerea fotocatalitica a hidrogenului cu ajutorul energiei solare utilizand deseuri industriale sulfuroase (H2S, SO2)

Prezentare Generala

Acronimul: H2SOLAR

Tipul proiectului: PN II – Programul  4 – Parteneriate in domeniile prioritare / PC

Autoritatea contractanta:

CENTRUL NATIONAL DE MANAGEMENT PROGRAME

Contractor:

INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU ELECTROCHIMIE SI MATERIE CONDENSATA TIMISOARA

Director Proiect: Dr. Terezia Nyari

Durata proiectului : 01.10.2008 – 01.10.2011

Aria tematica: Energie / Sisteme şi tehnologii energetice durabile; securitatea energetică

Valoare contract: 2.000.000.lei

Obiectivul general al proiectului este elaborarea unei tehnologii pentru producerea fotocatalitica a hidrogenului cu ajutorul energiei solare utilizand deseuri industriale sulfuroase (H₂S, SO₂).

Obiective specifice:

1. Proiectarea si realizarea de instalatii experimentale pentru studiul procesului de obtinere fotocatalitica a hidrogenului cu ajutorul energiei solare utilizand fotocatalizatori activi in vizibil

2. Obtinerea prin metode hidrotermale / solvotermale si caracterizarea de noi fotocatalizatori calcogenici activi in vizibil pentru obtinerea fotocatalitica a hidrogenului cu ajutorul energiei solare

3. Obtinerea prin metode de sinteza cu microunde si caracterizarea de noi fotocatalizatori calcogenici activi in vizibil pentru obtinerea fotocatalitica a hidrogenului cu ajutorul energiei solare

4. Experimentarea procesului de producere fotocatalitica a hidrogenului cu ajutorul energiei solare utilizand fotocatalizatori de tip II-III2-VI4 si II-VI/I-III-VI2 activi in vizibilĀ

5. Elaborarea tehnologiei de producere fotocatalitica a hidrogenului cu ajutorul energiei solare utilizand fotocatalizatori de tip II-III2-VI4 si II-VI/I-III-VI2 activi in vizibil

6. Testarea tehnologiei de producere fotocatalitica a hidrogenului cu ajutorul energiei solare utilizand fotocatalizatori de tip II-III2-VI4 si II-VI/I-III-VI2 activi in vizibil. Demonstrarea functionalitatii si utilitatii tehnologiei.

ETAPELE PROIECTULUI

Etapa 1
Proiectare model experimental fotoreactor. Elaborare metode de caracterizare fotocatalizatori. Realizare pagina web a proiectului.

Etapa 2
Realizare model experimental fotoreactor utilizat la studiul activitatii fotocatalizatorilor activi in vizibil pentru obtinerea de hidrogen in solutii model

Etapa 3
Elaborarea de metode hidrotermale / solvotermale si cu microunde pentru sinteza de fotocatalizatori calcogenici activi in vizibil

Etapa 4
Proiectare si realizare  instalatie experimentala pentru studiul obtinerii fotocatalitice a hidrogenului cu ajutorul energiei solare, in solutii reale (H₂S, SO₂). Obtinerea prin metode hidrotermale, solvotermale, sinteza cu microunde si caracterizarea de noi fotocatalizatori calcogenici activi in vizibil pentru obtinerea fotocatalitica a hidrogenului cu ajutorul energiei solare

Etapa 5
Experimentarea procesului de producere fotocatalitica a hidrogenului cu ajutorul energiei solare utilizand fotocatalizatori de tip II-III2-VI4 si II-VI/I-III-VI2 activi in vizibil. Elaborare tehnologie. Testarea tehnologiei de producere fotocatalitica a hidrogenului cu ajutorul energiei solare utilizand fotocatalizatori de tip II-III2-VI4 si II-VI/I-III-VI2 activi in vizibil. Demonstrarea utilitatii tehnologiei

Coordonator

Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Electrochimie si Materia Condensata Timisoara (INCEMC)

Dr. Terezia Nyari – Director proiect

Partener 1

Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice si Izotopice ICSI-Rm.Valcea (ICSI)

Dr.ing. Mihail Culcer – Responsabil proiect

Partener 2

Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Izotopice şi Moleculare Cluj-Napoca (INCDTIM)

Dr. Emil Indrea – Responsabil proiect

Partener 3

Institutul de Chimie Timisoara al Academiei Romane (ICT)

Dr.ing. Viorel Sasca – Responsabil proiect

Prin proiectul H2SOLAR se urmareste promovarea cercetarii din domeniul tehnologiilor de producere a hidrogenului si a energeticii solare in randul tinerilor cercetatori si formarea de specialisti tineri care sa dezvolte aceste cercetari in tara.

In echipele de cercetare (ale CO si partenerilor) sunt prezenti in total 18 doctoranzi, media de varsta a echipei proiectului fiind sub 40 de ani.

REZULTATE

Model experimental fotoreactor de laborator destinat studiului activitatii fotocatalizatorilor calcogenici activi in vizibil pentru obtinerea de hidrogen in solutii apoase sintetice

Fig.1 Model experimental de fotoreactor

Metode de sinteza hidrotermala a fotocatalizatorilor tip CdIn₂S₄, ZnIn₂S₄ si solutii solide de ZnIn₂S₄-CdIn₂S₄

Fig. 2 Esantioane de fotocatalizatori de tip solutii solide Cd_(x)Zn_(1-x)In₂S₄

Fig.3 Imagine SEM reprezentativa pentru morfologia esantioanelor de fotocatalizatori de tip solutii solide Cd_(x)Zn_(1-x)In₂S₄

Fig. 4 Determinarea benzii interzise si dependenta acesteia de continutul de cadmiu (inset) pentru esantioanele de
Cd_(x)Zn_(1-x)In₂S₄

Metode de sinteza hidrotermala a fotocatalizatorilor tip solutii solide ZnS-CuInS₂

Fig. 5 Imagini SEM ale solutiilor solide tip Zn_2x (CuIn)_1-xS₂ cu diverse morfologii, obtinute hidrotermal

Fig. 6 Determinarea benzii interzise si dependenta acesteia de continutul de Cu si In (inset) pentru esantioanele de (ZnS)_x(CuInS₂)_1-x.

Metode de sinteza a solutiilor solide de tip ZnS/CuInS2 asistate de microunde

Fig. 7. Morfologie nanoporoasa in cazul probelor Zn_2x(CuIn)_1-xS₂ (x = 0.8) sintetizate in camp de microunde la temperatura de 240 ÂșC

Fig. 8 Montaj experimental de laborator pentru studiul procesului de obtinere fotocatalitica a hidrogenului.

DISEMINARE

Lucrari:

T. Nyari, R. Banica, P. Barvinschi, P. Sfirloaga, Synthesis and characterization of CdIn2S4 microspheres, Physics Conference TIM 08, 2008, Timisoara

R. Banica, T. Nyari, P. Barvinschi, P. Negrea, N. Vaszilcsin: Early stage formation of CuInS2 nanocrystals and microspheres by ambient pressure solution synthesis in glycerol, J.Optoelectronics and Advanced Materials, 11 (7) (2009) 950 – 956

Radu Banica, Alexandra Ioana Ioitescu, Paula Sfirloaga, and Terezia Nyari*: Hydrothermal synthesis and characterization of (ZnS)x(CuInS2)1-x compound semiconductors, 11th  Edition of Academic Days Timisoara, Chemistry 28-29 May 2009

Viorel Sasca, Livia Avram, Radu Banica, Marinela Miclau, and Terezia Nyari*: Thermogravimetric studies of Cu-In-S and Ag-In-S ternary compounds formation by direct synthesis from the corresponding elements, 11th  Edition of Academic Days Timisoara, Chemistry 28-29 May 2009

Terezia Nyari*, Radu Banica, Alexandra Ioana Ioitescu, Paula Sfirloaga: Hydrothermal/solvothermal preparation and characterization of chalcopyrite-type semiconductor nanocrystals, Physics Conference TIM 09, 27-28 November 2009, Timisoara, Romania

Terezia Nyari*, Radu Banica, Marinela Miclau, Paula Sfirloaga: (ZnS)x(CuInS2)1-x visible photocatalysts for solar hydrogen production, Physics Conference TIM 09, 27-28 November 2009, Timisoara, Romania

Radu Banica, Alexandra Ioana Bucur, Paula Sfirloaga, and Terezia Nyari, Hydrothermal synthesis and characterization of CdxZn1-xIn2S4 compound semiconductors, ISIRR 2010, Szeged, Hungary

Radu Banica*, Terezia Nyari, The influence of pH on the phase purity of ternary semiconductor ZnIn2S4 prepared by a hydrothermal method, ISIRR 2010, Szeged, Hungary

Radu Banica, Terezia Nyari, Alexandra Ioana Bucur, Radu Baies, Low temperature synthesis of (CuIn)0.1Zn1.8S2 solid solution, Physics Conference TIM-10, 25-27 November 2010, Timisoara, Romania

Terezia Nyari, Radu Banica, Emil Indrea, Study of solid solutions formation between II-III2-VI4 (II=Zn, Cd; III=In; VI=S) ternary semiconductors using the hydrothermal technique, Physics Conference TIM-10, 25-27 November 2010, Timisoara, Romania

V. Sasca, Livia Avram, Orsina Verdes and A. Popa, The n-butyl amine TPD measurement of Brönsted acidity for solid catalysts by simultaneous TG/DTG-DTA, Appl. Surf. Sci., 119, 5533-5538, 2010

Carti:

Radu Banica, Contributii la obtinerea materialelor pentru celule solare pe baza de CuInS2, Ed. Politehnica, Timisoara, 2009 (aparut 2010)

Cereri de brevet:

Chirita M, Banica R, Gurgu R, Ursu D, Grozescu I,
Insalatie de sinteza  a materialelor nanocristaline prin metoda hidrotermala cu sursa termica multimodala imersabila, multiplu asistata;
cerere de brevet  OSIM, nr. A / 00800 / 07.10.2009

Banica Radu Nicolae, Ursu Daniel Horatiu, Gurgu Radu, Nyari Terezia, 
Fotoreactor,
cerere de brevet OSIM nr. U / 00071 / 09.12.2010

Targuri si expozitii

RoEnergy South – East Europe – Targ International de Energii Regenerabile si Eficienta Energetica in Constructii  –  14-20 nov. 2010, TIMISOARA

Contact:
Dr. Terezia Nyari
Tel: 0256-494413
Fax: 0256-204698