Nowoczesne Materiały i Innowacyjne Metody dla przetwarzania i Monitorowania Energii (MIME)
(Nr POIG 01.01.02-00-108/09)

Cel projektu

Podstawowym celem projektu jest rozszerzenie infrastruktury badawczej i rozwojowej oraz stworzenie podstaw dla rozwoju infrastruktury produkcyjnej w małych i średnich przedsiębiorstwach poprzez opracowanie i wprowadzenie na rynek wysoko zawansowanych technologicznie polskich produktów w dziedzinie technologii związanych z wytwarzaniem, magazynowaniem, kontrolą i przetwarzaniem energii. Projekt ten integruje dotychczas prowadzone badania w wiodących jednostkach naukowych z różnych sektorów nauki: JBR, PAN i wyższych uczelni, jednocześnie zwracając szczególną uwagę na ochronę własności intelektualnej, co pozwoli na efektywny transfer opracowanych technologii do zastosowań przemysłowych.

Dlatego celem naukowym projektu jest opracowanie nowych, innowacyjnych rozwiązań nakierowanych na obecnie najintensywniej rozwijane aspekty wytwarzania i magazynowania, oszczędzania energii elektrycznej, wytwarzania nośników energii i monitoringu efektów środowiskowych związanych z produkcją energii. Projekt koncentruje się na badaniach materiałowych prowadzących do opracowania nowych technologii w tych dziedzinach. Badania te będą prowadzone na najbardziej perspektywicznych dla tych zastosowań materiałach, takich jak półprzewodniki szerokoprzerwowe III-V i II-VI, nanokompozyty na bazie półprzewodników IV-VI, przewodzące przezroczyste tlenki, jonowo-elektronowe przewodniki, oraz nadprzewodniki nisko- i wysokotemperaturowe.

Opracowane technologie mają za zadanie dostarczyć wyrobów przyczyniających się do podwyższenia poziomu jakości życia ogółu społeczeństwa, poprawiających konkurencyjność gospodarki i zwiększających dynamikę wzrostu gospodarczego.

Całość przedsięwzięcia ma służyć poprawie stopnia dostosowania się naszego rynku do ogólnoświatowych trendów i osiągnięcia pozycji gospodarki opartej na wiedzy, realizując strategię integracji najważniejszych nośników postępu: nauki, edukacji oraz działalności B+R w dziedzinie zaawansowanych i innowacyjnych technologii energetycznych.

Opis projektu

Celem projektu jest zwiększenie roli nauki w gospodarce kraju przez opracowanie praktycznych rozwiązań dla przemysłu w tak strategicznej dziedzinie jaką jest inżynieria energetyczna. Zastosowanie innowacyjnych opracowań naukowych, odpowiadających rosnącej roli zagadnień związanych z ekologicznym wytwarzaniem energii i potrzebom zrównoważonego rozwoju, przyczyni się do rozwiązania podstawowych problemów gospodarczych, w tym wzrostu bezpieczeństwa energetycznego kraju. W Polsce praktycznie istnieje monopol produkcji energii elektrycznej opartej na spalaniu węgla oraz poważne uzależnienie od źródeł zagranicznych dla paliw płynnych i gazu. Wobec niestabilności politycznej w miejscach pozyskiwania ropy naftowej i gazu ziemnego, znacznych wahań cen, a także wyczerpywania się paliw kopalnych, problem ten jest szczególnie dotkliwy. Dlatego tak istotne są badania nad alternatywnymi źródłami pozyskiwania energii, jak też działania na rzecz jej efektywnego oszczędzania. W konsekwencji, w niniejszym projekcie podjęte będą następujące tematy, proponujące innowacyjne rozwiązania technologiczne:

• odzyskiwanie traconej energii cieplnej poprzez wykorzystanie efektu termoelektrycznego w materiałach na bazie PbTe;
• magazynowanie energii w ogniwach litowych, wykorzystujących modyfikowany LiFePO₄, o wysokiej gęstości energii na jednostkę masy i objętości;
• stworzenie ogniw fotowoltaicznych III generacji na najbardziej perspektywicznych materiałach do tego celu, jakimi są nanostrukturyzowane materiały półprzewodnikowe II-VI na bazie CdTe oraz szerokoprzerwowe półprzewodniki;
• opracowanie fotogeneratorów wodoru z anodami na bazie półprzewodników szerokoprzerwowych, w tym też na materiałach organicznych;
• oszczędzanie energii poprzez zastosowanie urządzeń opartych na materiałach nadprzewodzących nisko- i wysokotemperaturowych;
• monitorowanie procesów wytwarzania energii i ich wpływu na środowisko w postaci opracowania detektorów promieniowania i  urządzeń dozymetrycznych dla zastosowań w energetyce jądrowej, która ma być rozwijana w najbliższym czasie w Polsce.

W każdym z tych tematów zostaną opracowane odpowiednie przyrządy demonstracyjne:

1. Termoelektryczny moduł p-n z nanokompozytów na bazie PbTe;
2. Ogniwo fotowoltaiczne na bazie ZnO, wykonane metodą Atomic Layer Deposition;
3. Ogniwo fotowoltaiczne na bazie nanodrutów ZnTe lub ZnO;
4. Hybrydowy system autonomicznego zasilania rozproszonego;
5. Fotogenerator wodoru na bazie półprzewodników szerokoprzerwowych;
6. Ogniwo typu Li-ion batteries na bazie LiFePO₄;
7. Dozymetr termoluminescencyjny na bazie ortoaluminatu itrowo-glinowego;
8. Detektor promieniowania X i gamma;
9. Nadprzewodnikowy ogranicznik prądu zakłóceniowego;
10. Nadprzewodzący filtr mikrofalowy;
11. Nadprzewodnikowy detektor słabych sygnałów.

Szeroki zakres celów naukowych mieści się w zintegrowanym innowacyjnym podejściu do problemu wytwarzania energii, obejmującym efektywność procesów jej wytwarzania, dbałość o problemy ekologiczne, jak i jej oszczędzania. To także ma za zadanie stworzyć efekt synergii. Jednocześnie sprecyzowano badania do takich, w których współpracujące jednostki badawcze mają największe osiągnięcia i doświadczenie. Opracowane technologie mają za zadanie dostarczyć wyrobów przyczyniających się do podwyższenia poziomu jakości życia ogółu społeczeństwa, poprawiających konkurencyjność gospodarki i zwiększających dynamikę wzrostu gospodarczego.

W projekcie występują instytucje naukowe z trzech różnych sektorów naukowych (JBR, PAN i wyższa uczelnia, które tworzą Konsorcjum dla wykonania niniejszego projektu), mające komplementarne zasoby badawcze jak i komplementarne doświadczenie w działaniach mających na celu wykorzystywanie praktyczne wyników badań naukowych. To powinno zapewnić doskonałą współpracę w fazie badań, a następnie synergię dla wdrażania wyników. Szczególna troska o ochronę własności intelektualnej ma za zadanie umożliwienie wdrożeń i wsparcie dla małych i średnich przedsiębiorstw, które będą mogły korzystać z opracowanych wyników badań. Spodziewane jest także poszerzenie wiedzy podstawowej, stąd przewidywane jest także jej upowszechnianie na forum międzynarodowym, z dbałością o już wspomnianą ochronę własności intelektualnej.

Wykonawcy (konsorcjum)

(http://info NULL.ifpan NULL.edu NULL.pl/)	Instytut Fizyki PAN (koordynator), Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa, Polska www.ifpan.edu.pl (http://www NULL.ifpan NULL.edu NULL.pl/)
(http://www NULL.ite NULL.waw NULL.pl/)	Instytut Technologii Elektronowej, Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa, Polska www.ite.waw.pl (http://www NULL.ite NULL.waw NULL.pl/)
(http://www NULL.agh NULL.edu NULL.pl/)	Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Polska www.agh.edu.pl (http://www NULL.agh NULL.edu NULL.pl/)