Dr Magdalena Skunik, Wydział Chemii Uniwersytetu

Transkrypt

Dr Magdalena Skunik, Wydział Chemii Uniwersytetu
 Dr Magdalena Skunik, Wydział Chemii Uniwersytetu Warszawskiego W 1999 roku rozpoczęła magisterskie studia dzienne na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego, które ukończyła w 2004 roku obroną pracy magisterskiej pt. „Hybrydowe warstwy elektrodowe zbudowane z polimerów przewodzących, polioksometalanów oraz nanostruktur węglowych” pod kierownictwem dr Krzysztofa Miecznikowskiego. Swoje zainteresowania naukowe kontynuowała w toku studiów doktoranckich w tej samej jednostce naukowej. W listopadzie 2006 odbyła miesięczny staż naukowy w ramach polsko‐francuskiej współpracy ‐ program ’Polonium’ pod kierunkiem prof. Alexandra Kuhna (Laboratoire d ’Analyse Chimique par Reconnaissance Mole´ulaire, Uniwersytet Bordeaux). W 2010 roku obroniła pracę doktorską pt. „Projektowanie zorganizowanych warstw elektrodowych złożonych z nanostruktur węglowych, wielocentrowych związków nieorganicznych oraz polimerów przewodzących i ich zastosowanie w kondensatorach elektrochemicznych oraz elektrokatalizie”. Promotorem rozprawy był prof. Paweł J. Kulesza, z którym związała również swoją dalszą przyszłość naukową obejmując stanowisko samodzielnego referenta inżynieryjno‐technicznego na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Jej dotychczasowe osiągnięcia badawcze zostały opublikowane w czasopismach z listy filadelfijskiej i wchodzą w piętnastu publikacji o zasięgu międzynarodowym. Jest również wykonawcą w siedmiu projektach badawczych. Cztery z nich są realizowane obecnie. Magdalena Skunik jest laureatką stypendium naukowego (2005/2006, 2006/2007), mazowieckiego stypendium doktoranckiego ze Środków Europejskiego Funduszu Społecznego i Budżetu Państwa (2008/2009), stypendium z subsydium profesorskiego prof. dr hab. Pawła J. Kuleszy Programu MISTRZ Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (2010/2011) oraz stypendium w ramach programu dla najlepszych uczestników studiów doktoranckich i młodych doktorów Uniwersytetu Warszawskiego finansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki w ramach projektu „Nowoczesny Uniwersytet” (2011/2012). Od roku 2010 jest recenzentem czasopisma naukowego Electrochimica Acta (Elsevier), a od roku 2011 członkiem Towarzystwa Elektrochemicznego (Electrochemical Society Dr Magdalena Skunik od 2010 roku związana jest współpracą naukową z zespołem badawczym prof. Andersa Hagfeldta (Wydział Chemii Fizycznej i Analitycznej Uniwersytetu w Uppsali), z którym prowadzi badania nad zintegrowanymi układami do wytwarzania i akumulacji energii elektrycznej. Laboratorium w Uppsali współpracuje z Centrum Urządzeń Molekularnych w Sztokholmie i jest uznawane za jedno z czołowych ośrodków na świecie w dziedzinie badań nad słonecznymi ogniwami barwnikowymi wnosząc znaczący wkład w rozpowszechnianie tej technologii i wdrażanie jej w rynek publiczny. Za pionierski charakter badań została w 2011 roku nagrodzona stypendium naukowym finansowanym z Europejskiego Funduszu Społecznego Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki w ramach projektu „Nowoczesny Uniwersytet. Obecnie laureatka realizuje badania związane z projektowaniem nowych materiałów elektrodowych i ich zastosowaniem w hybrydowych kondensatorach elektrochemicznych (superkondensatorach) sprzężonych z barwnikowym ogniwem fotoelektrochemicznym (dye‐sensitized solar cell ‐ DSSC). Fotoelektrochemiczne ogniwa sensybilizowane barwnikami konwertujące energię słoneczną na energię elektryczną przy pomocy barwnika zaadsorbowanego chemicznie na nanostrukturalnym podłożu półprzewodnikowym są w okresie ostatnich 20 lat przedmiotem intensywnych badań. Główną zaletą ogniw DSSC jest niski koszt produkcji systemów. Powlekanie elektrod warstwami światłoczułymi może być łatwo osiągane z wykorzystaniem metod sitodrukowania, a zużycie półprzewodników (najczęściej TiO2) wynosi jedynie 10‐20 g/m2 na każde 50 W mocy wyjściowej. Z użyciem rutenowych kompleksów bipirydylowych jako sensybilizatorów łatwo osiąga się wydajności zbliżone do ogniw krzemowych rzędu 8‐10% . Aby jednak efektywnie magazynować wytworzoną w ogniwie słonecznym energię, wymagana jest obecność dodatkowego układu akumulującego ładunek np. w postaci ogniwa chemicznego, stąd też znaczące są próby poszukiwań materiałów efektywnie współdziałających i łączących efekt fotowoltaiczny z magazynowaniem wytwarzanej energii w jednym urządzeniu. Do tej pory wiele badań poświęcono wykorzystaniu ogniw drugiego rodzaju (akumulatorów) współpracujących z układami fotoelektrochemicznymi. Powtarzające się cykle utlenienia i redukcji skracają jednak czas życia baterii. W tym względzie lepszym rozwiązaniem wydaje się zastosowanie elektrochemicznego kondensatora zdolnego do szybkiej akumulacji, jak i oddawania zgromadzonego ładunku ze znacznie większą niż klasyczny akumulator mocą, charakteryzującym się ponadto wyższą sprawnością cyklu oraz nieporównywalnie dłuższą żywotnością. W ramach pracy habilitacyjnej dr Magdalena Skunik pragnie się odwołać do klasycznego podejścia do barwnikowych ogniw fotoelektrochemicznych, optymalizując pracę ogniwa poprzez manewrowanie składem części organicznej, tj. poprzez zastosowanie nowych barwników, jak również niezbędnych dla prawidłowego funkcjonowania ogniwa słonecznego elektrolitów (mediatorów przeniesienia ładunku). Za cel nadrzędny stawia jednak zaprojektowanie oraz testowanie nowych materiałów elektrodowych zdolnych do efektywnego odbierania i przechowywania ładunku wygenerowanego w fotoogniwie. Nieliczne prace z dziedziny fotokondensatorów dotyczą głównie materiałów węglowych działających w organicznych elektrolitach, jednakże biorąc pod uwagę, że osiągane w takim hybrydowym układzie napięcie nie przekracza zwykle 1 V, powinny zostać również rozważone wodne elektrolity, w które idealnie wpisują się materiały o charakterze pseudopojemnościowym. Magazynowanie ładunku w kondensatorach elektrochemicznych może bowiem obejmować zjawiska czysto elektrostatyczne, związane z oddziaływaniem naładowanych okładek kondensatora o ogromnej powierzchni (uzyskanej poprzez wykorzystanie materiałów węglowych np. węgla aktywnego, nanorurek węglowych, grafenu) z jonami elektrolitu, a także procesy faradajowskie (o tzw. charakterze pseudopojemnościowym) związane z reakcjami redoks odpowiednio wyselekcjonowanych materiałów. Wykorzystanie obu tych zjawisk w elektrochemicznym kondensatorze stanowi istotne założenie pracy habilitacyjnej dr Magdaleny Skunik. Korzystne efekty pseudopojemnościowe pozwalają bowiem na znaczne podniesienie parametrów elektrycznych urządzenia, takich jak pojemność elektryczna, czy gęstość zgromadzonej energii, a obecność nanostrukturalnego węgla sprzyja wysokiemu przewodnictwu elektrod oraz dobrej dyspersji materiału elektroaktywnego. Efektem podejmowanych badań będzie opracowanie cyklu publikacji naukowych z przeznaczeniem do druku w czasopismach o zasięgu międzynarodowym, przewidywane jest również zgłoszenie patentowe. Zaproponowana tematyka będzie przedmiotem wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych dla studentów oraz tematem prac magisterskich i licencjackich z dziedziny elektrochemii i fizykochemii materiałów. 8) Doświadczenia naukowe zdobyte w Polsce i za granicą (państwo, instytucja, rodzaj pobytu, okres pobytu, jednostka delegująca) 
Szwecja, Uniwersytet w Uppsali, pomiary fotoelektrochemiczne wykonane we współpracy z dr N. Vlachopoulosem (listopad 2010)