Programul comun de CDI corelat cu planul de dezvoltare institutionala al partenerilor din proiect a urmarit stabilirea de colaborari nationale/internationale si dezvoltarea resursei umane nou angajate prin schimburi de experienta/stagii de cercetare. Acesta este axat pe continuarea cercetarilor initiate in cadrul proiectului MALASENT si depunerea de proiecte in comun intre partenerii deja implicati in consortiu.

In continuare este prezentat programul comun de CDI corelat cu planul de dezvoltare institutionala al fiecarui parteneriat din cadrul proiectului complex, cu accent pe principalele domenii asumate in strategia de dezvoltare institutionala a fiecarui partener din consortiul realizat in cadrul fiecarui proiect component.

Proiect Component 1

Prezentarea rezultatelor obtinute pana in prezent

- au fost realizate procedee experimentale pentru obtinerea urmatoarelor nanomateriale: TiO2, TiO2 dopat cu V sau W, TiO2 codopat cu V si W,  Fe0,  sub forma de pulbere obtinuta utilizand piroliza laser.

- au fost realizate procedee de caracterizare morfo-structurala ale nanomaterialelor obtinute in proiect utilizand tehnicile: XRD, Spectroscopie Raman, TEM, EDX, SAED, RES, BET

- au fost realizare procedee de testare a catalizatorilor obtinuti in proiect in procese de de fotomineralizare a metanolului si de producere de H2 , rezultatele fiind comparate cu etalonul- comercial Degussa P25.

- se afla in curs de finalizare documentatiile stiintifice privind validarea tehnologiei de obtinere a catalizatorilor in laborator.

A fost respectat planul initial de cercetare asumat in cadrul propunerii de proiect, astfel:

1.            Coordonatorul INFLPR – a produs nanomateriale fotocatalitice pe baza de Ti/Fe sub forma de pulbere si a caracterizat structura acestora prin tehnici diferite, a coordonat strategiile de cercetare printr-o comunicare eficienta cu ceilalti parteneri implicati.

2.            Partenerul- IFM- a caracterizat  morfologic nanomaterialele sintetizate in proiect utilizand tehnici de microscopie complexe.

3.            Partenerul- CRC&D Auto Universitatea Pitesti- va testa proprietatile catalitice ale nanomaterialelor sintetizate in proiect pentru  reducerea NOx din gazele de esapament, utilizand amestecuri sintetice de gaze la scara de laborator.

4.            Partenerul - ICF –a testat si evaluat activititatea fotocatalitica a nanomaterialelor furnizate de INFLPR pentru aplicatii de eliminarea poluantilor organici din apa (mineralizarea CH3OH si tricloretilenei) si din aer (CH3OH) precum si pentru producerea de energie din H2 (splitarea apei).

Dezvoltarea resursei umane

Pe langa implicarea resursei umane a fiecarui partener in vederea atingerii obiectivelor asumate a fost suplimentata echipa de lucru. Pozitia de "cercetator nou angajat in proiect" a fost ocupata in INFLPR  pe perioada derularii proiectului de Evghenii Goncearenco.

In urma concursului organizat de INFLPR in ianuarie 2021, Evghenii Goncearenco,  a fost angajat pe perioada nedeterminata incepand cu 01.02.2021, cheltuielile salariale ale acestuia putand fi  cumulate  si din Programul Nucleu; precum si din PN-III-2-2.1-PED /1894/2019, fiind membru in lista de personal a proiectului a carui  perioada de implementare este 01.09.2020- 31.08.2022.

Dezvoltarea resursei umane: va continua si dupa finalul proiectului utilizand urmatoarele metode:

- webinarii si workshopuri pentru specializarea personalului implicat in proiect de la toti cei 4 parteneri: INFLPR va fi responsabilă cu promovarea metodelor de sinteza laser de nanomateriale, IFM va prezenta tehnici de  caracterizare morfo-structurale bazate pe microscopia electronica, iar CRC&D Auto Universitatea Pitesti si ICF  vor disemina metode de integrare in dispozitive functionale de testarea a propietatilor fotocatalitice a  nanomaterialelor

- stagii de pregatire desfasurate pe baza de reciprocitate intre partenerii din proiect INFLPR, IFM, ICF si CRC&D Auto Universitatea Pitesti. Posibilitatile de specializare a personalului nou din institutiile partenere prin efectuarea de stagii de pregatire sunt multiple intrucat consortiul prezinta un grad de complementaritate stiintifica ridicata.

Dezvoltarea infrastructurii

Resursele financiare din cadrul proiectului au permis dezvoltarea unei tehnologii la nivel de laborator atit prin achizitionarea unor  componente cat si regie proprie(realizare de componenta in cadrul atelierului mecanic al departamentului) care au imbunatatit controlul si productivitatea tehnicii de piroliza laser. Prin achizitionarea unui nebulizator a putut fi inlaturata limitarea in a folosi numai  numai precursori volatili sau gazosi conducand la o gama mai larga de precusori ce patrund in camera de reactie sub forma de micropicaturi.

Managementul activitatii de cercetare

In acord cu strategia de dezvoltare a activitatii de cercetare a celor patru parteneri (INFLPR, IFM, CRC&D Auto Universitatea Pitesti si ICF), activitatile comune de cercetare vor continua in domeniul nanomaterialelor utilizate  ca fotocatalizatori testati atat pentru producerea de H2 cat si pentru depoluarea mediului.

Activitatile de cercetare din cadrul acestui proiect care vor fi dezvoltate  in continuare sunt:

• Dezvoltarea tehnologiei de obtinere a fotocatalizatorilor pe baza de Ti/Fe.

• Cresterea productivitatii si a gradului de reproductibilitate in tehnica de sinteza

• Testarea proprietatilor fotocatalitice pe o gama mai larga de poluanti

Activitatile de cercetare vor fi dezvoltate cu implicarea noilor cercetatori din cadrul proiectului si vor viza obtinerea de noi nanomateriale performante in aplicatii fotocatalitice.  Structura consortiului este respectata in continuare, in sensul in care INFLPR va fi responsabilă cu sinteza de noi fotocatalizatori, IFM pentru caracterizari morfo-structurale, iar CRC&D Auto Universitatea Pitesti si ICF pentru testarea nanomaterialelor. In cadrul  Programul comun de CDI pe care ni-l propunem sunt corelate directiile  de dezvoltare institutionala al partenerilor. Astfel, INFLPR urmareste Strategia de dezvoltare Obiectiv 2. D2.4: Nanomateriale, nanostructuri si filme subtiri –sinteza si functionare prin tehnici cu laser si plasma, respectiv Obiectiv 4. D4.5. Tehnologii de procesare cu laseri si plasma pentru aplicatii industriale in timp ce ICF isi propune si ofera servicii privind testarea fotocatalitica a nanomaterialelor pe o gama variata de poluanti. Ne propunem sa colaboram in aceeasi forma de parteneriat pentru noi aplicatii vizand proiecte de cercetare - inovare in cadrul programelor nationale sau internaţionale de cercetare precum si in cadrul programelor de cercetare naţionale (PNCDI-III).

Internationalizare

Proiectul contribuie la internationalizarea activitatii de cercetare prin diseminarea rezultatelor in reviste cu factor de impact mare (5.141/6.182) si prin expunerea rezultatelor in cadrul unor conferinte internationale de prestigiu,la care participa un numar mare de cercetatori.

Resurse umane

Membrii echipei de cercetare care se regasesc in lista de personal a proiectului au experienta profesionala complementara in realizarea tuturor activitatilor din cadrul proiect. Cresterea experientei profesionale pe perioada derularii proiectului a contribuit la imbunatatirea backgroundului echipei de cercetare, contribund la promovarea catre noi titluri stiintifice pentru unii dinte membrii echipei.

Proiect Component 2

Prezentarea rezultatelor obtinute pana in prezent

In cadrul acestui proiect s-a studiat posibilitatea obtinerii unor nanostructuri oxidice complexe avand dimensiune de particula foarte redusa, acestea devenind suport pentru insamantarea cu metale nobile cu rol catalitic in reactiile de depoluare a amestecului gazos eliberat de motoarele cu ardere interna.  Astfel, s-au intreprins activitati pentru prepararea suporturilor zeolitice pentru impregnare si de sinteza a materialor nanostructurate pe baza de Fe/Si/Ti ca materiale suport pentru decorarea cu metale nobile. Suporturile zeolitice și a NM suport obtinute au fost caracterizate din punct de vedere fizico-chimic. S-au efectuat masuratori prin EDS pentru evaluarea compozitiei elementelor pentru setul de probe FeO-SiO si s-au analizat, cu ajutorul difractiei cu raza X, probe pe baza de SnO2 dopate cu F si nedopate. Determinarile EDX, facute atat la SEM cat si la TEM au pus in evidenta Fe, O si Si si au relevanta mai ales in cazul masuratorilor facute pe agregate de particule. In urma analizelor efectuate se poate concluziona obtinerea de geluri pe baza de alginat de Na ce contin (1-10 g/l) nanoagregate de particule tip FeO-SiO insamantate cu (0.1-0.2 g/l) metale nobile, acestea urmand sa fie testate ca suport catalitic pentru fabricarea de noi catalizatori in motoarele cu ardere interna.

S-a realizat modelul experimental pentru sinteza sistemului binar WO3–TiO2 pentru aplicatii fotocatalitice iar pulberile obtinute au fost caracterizate prin: TEM, EDX, SAED si STEM. De asemenea, a fost determinate suprafata specifica a noilor nanocompozite utilizand tehnica BET. S-au efectuat studii privind testarea sistemului binar WO3-TiO2 in procese de depoluare si generare de energie si s-a realizat modelul experimental pentru sinteza sistemului ternar WO3-VO2–TiO2 pentru aplicatii aplicatii fotocatalitice. S-a efectuat caracterizarea structurala a nanocompozitelor folosind tehnicile XRD si Spectroscopia Raman precum si cea morfologica prin TEM, EDX, SAED si STEM a nanocompozitelor. S-a determinat suprafata specifica a noilor nanocompozite utilizand tehnica BET si s-au efectuat studii preliminnare privind testarea sistemului ternar WO3-VO2-TiO2 in procese de depoluare si generare de energie: Conversia fotocatalitică a CH3OH din apă (faza lichida) si Generarea de H2 folosind ca și reactiv de sacrificiu trietanolamină (TEA). Dea asemenea, s-a realizat modelul experimental pentru obtinerea de nanopulberi pe baza de Fe zerovalent destinate aplicatiilor de depoluare iar pulberile au fost caracterizate prin XRD, Spectroscopia Raman, TEM, EDX, SAED si STEM. S-au efectuat studii preliminare privind testarea de nanopulberi pe baza de Fe zerovalent in procese de depoluare si prin piroliza laser in aplicatii privind depoluarea produsilor de ardere la motoarele diesel.

Au fost obtinute primele materiale nanostructurate pentru cataliza gazelor de esapament si au fost obtinuti primele esantioane de catalizatori pentru impregnare cu materiale nanostructurate pe baza de Fe Au fost realizate: documentatii stiintifice/Procedee experimentale / esantioane de probe transferate catre parteneri pentru caracterizare si testare

Dezvoltarea resursei umane

In urma concursului organizat de Universitatea din Pitesti CRC&D Auto au fost ocupate cele 3 posturi noi, activitatea a fost inceputa din luna ianuarie 2019. Posturile ocupate in prezent de Teodorescu Laura, Malea Claudiu Ionut si Modan Ecaterina Magdalena vor fi mentinute in UP astfel:

- Noile posturi de cercetator din proiect sunt prevazute in Statul de functii al Centrului Regional de Cercetare - Dezvoltare pentru Materiale, Procese si Produse Inovatoare destinate Industriei de Automobile (CRC&D-AUTO) care functioneaza in cadrul Universitatii din Pitesti ca departament fara personalitate juridica, cu autonomie in gestionarea resurselor financiare si in elaborarea programului propriu de cercetare. CRC&D-AUTO are propriul Regulament de Organizare si Functionare aprobat de Senatul Universitatii din Pitesti. Activitatea centrului este condusa de un director de centru si se delureaza dupa o Procedură operațională privind planificarea și raportarea activităţilor de cercetare, finanțarea crc&d-auto și evaluarea competențelor profesionale ale personalului din cadrul CRC&D-AUTO, aprobata de asemenea de Senatul Universitatii. In aceasta procedura este descrisa modalitatea de finantare a CRC&D-AUTO, dupa cum urmeaza:

1 Finanțarea activităților de cercetare - dezvoltare desfășurate în cadrul CRC&D-AUTO se va realiza din două surse: surse externe și surse interne.

2 Sursele externe de finanțare sunt constituite din bugetele proiectelor și granturilor câștigate prin competiție (națională sau internațională) şi cele ale contractelor cu mediul economic sau organizaţiilor de cercetare, derulate prin intermediul CRC&D-AUTO.

 3 Sursele interne de finanțare sunt constituite din :

- a) regia programelor de studii doctorale ai căror doctoranzi desfășoară activități în CRC&D-AUTO ;

- b) veniturile asociate stagiilor de cercetare ale programelor de master care se desfășoară în CRC&D-AUTO ;

- c) veniturile asociate comenzilor interne ale departamentelor / centrelor de cercetare din Universității (vezi Anexa 7 - Formularul de acces la infrastructura CRC&D-AUTO) ;

- d) venituri proprii ale Universității, aprobate de Consiliul de Administraţie la cererea Directorului CRC&D-AUTO.

Dezvoltarea infrastructurii

Resursele financiare din cadrul proiectului au permis dezvoltarea unei tehnologii la nivel de laborator atit prin achizitionarea unor  componente cat si regie proprie(realizare de componenta in cadrul atelierului mecanic al departamentului) care au imbunatatit controlul si productivitatea tehnicii de piroliza laser.

De asemenea, au permis achizitionarea unui sistem de analiza prin cromatografie lichida de inalta performanta, a unui liofilizator, moara de laborator, omogenizator cu ultrasunete si colector de fractii. Precum si asigurarea materialelor consumabile necesare.

Managementul activitatii de cercetare

Conducerea activitatii de cercetare in cadrul proiectului s-a realizat prin colaborarea permanenta a liderilor de grup implicati in realizarea diverselor teme din cadrul proiectul general. Periodic s-au facut analize stadiu de lucru, pentru identificarea problemelor legate de fazele de cercetare sau pentru discutii privind noi conditii de obtinere a filmelor, pentru urmarirea si explicarea unor aspecte structurale originale. 

Activitatile de cercetare din cadrul acestui proiect care vor fi dezvoltate  in continuare sunt:

• Dezvoltarea tehnologiei de obtinere unor nanostructuri oxidice complexe cu rol catalitic in reactiile de depoluare a amestecului gazos eliberat de motoarele cu ardere interna

• Cresterea productivitatii si a gradului de reproductibilitate in tehnica de sinteza.

• Testarea eficientei  in reactiile de depoluare a amestecului gazos eliberat de motoarele cu ardere interna

Activitatile de cercetare vor fi dezvoltate cu implicarea noilor cercetatori din cadrul proiectului si vor viza obtinerea de noi nanomateriale performante in aplicatii fotocatalitice.  Structura consortiului va fi respectata in continuare, in sensul in care INFLPR va fi responsabilă cu sinteza de noi catalizatori, IFM pentru caracterizari morfo-structurale, iar CRC&D Auto Universitatea Pitesti si ICF pentru testarea nanomaterialelor.

In continuare, ne propunem sa colaboram  in aceeasi forma de parteneriat pentru noi aplicatii vizand proiecte de cercetare - inovare in cadrul programelor nationale sau internaţionale de cercetare precum si in cadrul programelor de cercetare naţionale (PNCDI-III).

Internationalizare

Proiectul contribuie la internationalizarea activitatii de cercetare prin diseminarea rezultatelor in reviste cu factor de impact mare si prin expunerea rezultatelor in cadrul unor conferinte internationale de prestigiu,la care participa un numar mare de cercetatori.

Resurse umane

Personalul CRC&D-AUTO este format din 27 de persoane: asistenti de cercetare, cercetatori, sefi de laborator si director. Datorita finantarii obtinute in baza ctr. 46PCCDI/2018, CRC&D-AUTO si-a dezvoltat resursa umană prin angajarea a 3 noi asistenți de cercetare științifică.

Proiect Component 3

Prezentarea rezultatelor obtinute pana in prezent

- s-au obtinut si caracterizat nanostructuri de WO3/WON, si hibride WO3/CNW, WO3/POL prin tehnici cu laser si plasma pentru fotodegradarea poluantilor

- s-au evaluat eficientele fotocatalitice pentru fotodegradarea poluantilor organici  a nanostructurilor de WO3/WON obtinute prin ablatie laser si WO3/CNW, WO3/POL obtinute prin tehnici cu plasma

- s-au realizat, de asemenea, primele observatii structurale prin difractie de raze X si microscopie electronica. Probele TEM au fost realizate prin tehnici de observare in sectiune, dar si prin extractie de pe substrat, ceea ce a permis realizare unor observatii detaliate a morfologiei cresterii cristaline prin studiul imaginilo de difractie de electroni. In paralel s-au realizat primele teste privind proprietatile fotocatalitice ale probelor.

Principalele rezultate stiintifice originale sunt legate de structura straturilor cristaline de WO3 sau dopate cu azot. Functie de presiunea si compozitia atmosferei de lucru din camera de ablatie, structura filmelor de WO3 este columnara si partial epitaxiala, daca sunt depuse pe substrat cristalin. In cazul depunerilor in atmosfera de azot, se obtin straturi semicristaline sau mai precis straturi cu structura cristalina de tip 2D. Aceste structuri pot fi descrise si prin reprezentre fractala, avand o dimensionalitate intre 2D si 3D. Aceste structuri au proprietati fizico-chimice deosebite si sunt in curs de investigare. Una din problemele urmarite este legata de prezenta tensiunilor elastice din filme si corelarea acestora cu morfologia si orientarile cristaline locale. Acestea sunt legate atit de stabilitatea mecanica a filmelor cat si de proprietatile lor functionale. Continuarea acestor studii se face prin colaborarea grupurilor de lucru din trei institute partenere.

Dezvoltarea resursei umane

In activitatile de cercetrea privind obtinerea si caracterizarea filmelor de WO3/WON, WO3/CNW, WO3/POL  au fost si sunt implicatii tinerii cercetatori precum si cei angajati in institute cu ocatia acestui proiect. In acest fel s-au dezvoltat  relatii de lucru si metode optime de realizare si caracterizare, care sa  fie realizate rapid si sa pemita obtinerea de date concludente pentru continuarea cercetarilor in directie obtinerii de materiale cu proprietati functionale optime.

Postul ocupat in prezent de Boerasu Iulian va fi mentinut in INFLPR incepand cu 01.01.2021 astfel:

• Postul a fost scos la concurs inca de la inceputul proiectului iar dl Boerasu Iulian ocupa deja o pozitie permanenta in cadrul institutului, fapt ce ii asigura o finantare din Programul Nucleu asigurata dupa terminarea proiectului 46 PCCDI

Postul ocupat in prezent de Manica Dumitru va fi mentinut in INFLPR incepand cu 01.01.2021 astfel:

• postul de ACS a fost deja scos la concurs pentru pozitie permanenta si astfel, salariu va fi asigurat din Programul Nucleu;

• in prezent in INFLPR se pun bazele Centrului de Inovare Interdisciplinar de Fotonică și Plasmă pentru Eco-Nano Tehnologii și Materiale Avansate (IN2-FOTOPLASMAT), centru care va oferi pietei de locuri de munca un numar mare de pozitii vacante, incepand cu functia de ACS pana la CS I. Prin urmare, exista probabilitatea ca acest post din cadrul proiectului 46PCCDI (in particular, Manica Dumitru) sa fie absorbit de Centrul IN2-FOTOPLASMAT.

Dezvoltarea infrastructurii

Resursele financiare disponibile pe baza acestui proiect au permis mentinerea in functiune a unor aparate necesare pentru pregatirea probelor de micrscopie electronica in sectiune (XTEM) precum si asigurarea materialelor consumabile necesare.

Managementul activitatii de cercetare

Activitatile de cercetare din cadrul acestui proiect care vor fi dezvoltate in continuare sunt:

• Dezvoltarea tehnologiei de obtinere a nanostructurilor de WO3/WON obtinute prin ablatie laser si

WO3/CNW, WO3/POL obtinute prin tehnici cu plasma pentru fotodegradarea poluantilor organici si

producerea de hidrogen prin fotoliza apei.

• Cresterea productivitatii si a gradului de reproductibilitate in tehnica de sinteza.

• Testarea eficientei fotocatalitice pentru fotodegradarea poluantilor a nanostructurilor de WO3/WON

obtinute prin ablatie laser si WO3/CNW, WO3/POL obtinute prin tehnici cu plasma

Activitatile de cercetare vor fi dezvoltate cu implicarea noilor cercetatori din cadrul proiectului si vor viza obtinerea de noi nanomateriale performante in aplicatii fotoelectrochimice si catalitice.  Structura consortiului va fi respectata in continuare, in sensul in care INFLPR va fi responsabilă cu sinteza de noi catalizatori, IFM pentru caracterizari morfo-structurale, iar ICF pentru testarea nanomaterialelor.

In continuare, ne propunem sa colaboram  in aceeasi forma de parteneriat pentru noi aplicatii vizand proiecte de cercetare - inovare in cadrul programelor nationale sau internaţionale de cercetare precum si in cadrul programelor de cercetare naţionale (PNCDI-III).

Internationalizare

Proiectul contribuie la internationalizarea activitatii de cercetare prin diseminarea rezultatelor in reviste cu factor de impact mare si prin expunerea rezultatelor in cadrul unor conferinte internationale de prestigiu,la care participa un numar mare de cercetatori.

Resurse umane

Membrii echipei de cercetare care se regasesc in lista de personal a proiectului au experienta profesionala complementara in realizarea tuturor activitatilor din cadrul proiect. Cresterea experientei profesionale pe perioada derularii proiectului a contribuit la imbunatatirea nivelului stiintific al echipei de cercetare, contribund la promovarea catre noi titluri stiintifice pentru unii dinte membrii echipei.

Proiect Component 4

Prezentarea rezultatelor obtinute pana in prezent

Rezultatele obtinute pana in momentul de fata au constat in realizarea urmatoarelor activitati:

   -S-au construit instalatii versatile de laborator pentru testare fotocatalitica, folosind surse de lumina simulata solara, monocromata sau UV.

   -S-au construit bancuri de testare fotoelectrochimica, in regim static si dinamic, a materialelor fotoactive sub forma de pulberi si depuneri in straturi subtiri (depuse pe membrane si pe plachete).

    -S-au elaborat protocoale si tehnologii de laborator pentru procesele de depoluare fotocatalitica a apei si a aerului, pentru producerea de energie chimica (generare de H2) si electrica (captatoare si celule solare).

   - S-a testat degradarii  fotocatalitice a TCE, CH2O si CH3OH din apa si din aer.

   - S-a investigat generarea de H2 din apa in prezenta/absenta agentilor sacrificiali.

   - S-au studiat proprietatile fotocatalitice si fotoelectrochimice ale materialelor filmelor subtiri depuse pe plachete semiconductoareprin tehnici laser. Activitatea de cercetare a Partenerului 1 (Institutul de Chimie Fizica) s-a derulat pe urmatoarele paliere: (1) studiul proceselor de depoluare fotocatalitica a apei si a aerului  si (2) investigarea proceselor de generare de energie chimica si electrica sub actiunea luminii, (3) diseminarea rezultatelor obtinute prin publicatii, participari la conferinte, (4) aplicatii de patente.

   1. Procese de depoluare fotocatalitica a apei si a aerului

   a) Degradarea formaldehidei din apa si producerea de H2  pe fotocatalizatorii  amestecuri binare TiO2-WO3 (TVW-1, TVW-2, TVW-8, TVW-13, TVW-16) dispersati in solutii de CH2O-H2O  (Act. 2.5

   b) Degradarea fotocatalitică a CH3OH din apă si din aer pe fotocatalizatori de tipul VO2-TiO2 (TV-01_E, TV-17_E , TVW-3; TVW-4; TVW-5; TVW-6; TVW-7) (Act. 2.10), nanoparticule pe bază de Fe și TiO2 (PF13, FeSi6, CF108, CF Si-15, CF-64, CF 108, CF 110) (Act. 2.36), WO3, WON și hibride WO3/CNW (1989_WON/PtSi, 1990_WON/PtSi, 1994_WON/PtSi, 1995_WO3/PtSi, 1996_WON/PtSi), 1997_WON/PtSi , 1998_WO3/PtSi, 2000_WO3/PtSi, 2002_WO3/PtSi, 2003_WON/PtSi, 754-WO3/PtSi, 757-WO3/STON, 758-WON/STON, 762-WON/STON, 763-WON/STON, 765-WO3/STON, 767-WO3/STON, 777-WO3/PtSi,) (Act. 2.38, 2.39, 3.20), nanopulberi TiO2-V2O5-WO3 (TWV-7-0, TWV-7-0-Ag, TWV-7-0-Au, TWV-7-0-Pt, TWV-7-0-Pd, TWV-7-1, TWV-7-1-Ag, TWV-7-1-Au, TWV-7-1-Pt, TWV-7-1-Pd, TWV-1-0, TWV-1-01, TWV-1-2) obtinute prin piroliza laser (Act. 3.6),

   c) Evaluarea degradării fotocatalitice a tricloretilenei (TCE) sub iradiere simulată solară pe nanoparticule pe bază de Fe și TiO2 (PF13, FeSi6, CF108, CF Si-15) dispersate în apă (Act. 2.36), pe filme și membrane foto active pe bază de WO3, WON și hibride WO3/CNW (1989_WON/PtSi, 1990_WON/PtSi, 1994_WON/PtSi, 1995_WO3/PtSi, 1996_WON/PtSi), 1997_WON/PtSi , 1998_WO3/PtSi, 2000_WO3/PtSi, 2002_WO3/PtSi, 2003_WON/PtSi ) (Act. 2.38)

   2. Procese de generare de energie chimica (H2) si electrica

   a) Generarea de H2 folosind ca și reactiv de sacrificiu trietanolamină (TEA) pe pulberile  ternare WO3-VO2-TiO2 (TV-01_E, TV-17_E , TVW-3, TVW-4, TVW-5, TVW-6, TVW-7) suspendate in apa expuse la lumina simulata solara (Act. 2.10).  S-au calculat si eficientele transformării energiei solare la H2 (x0) pe asociate fotocatalizatorilor testați.

   b) Evaluarea eficientei fotocatalitice pentru generare de hidrogen pe nanostructurile de WO3 si WON obtinute prin tehnici laser (Act. 2.30 ), WO3(WON)/CNW si WO3/POL (Act. 2.34), pe bază de Fe și TiO2 dispersate in apa în prezenta/absența unui agent sacrificial sau a ionului carbonat (Act. 2.40, 2.41, 2.42, 2.43).

   c) evaluarea stabilitatii, eficientei si a raspunsului  electrochimic fotocurent-fotovoltaj (J-V) al plachetelor fotoactive pe baza de filme hibride de TiO2 si perovskiti depuse pe plachete de sticla semiconductoare

   c) Testarea și evaluarea răspunsului fotoelectrochimic (curent-voltaj) al captatorilor solari pe bază de filme de perovskiți/TiO2 depuse pe sticlă semiconductoare (ITO, FTO) (probele 1958, 1996, 1997, 1961, B8, B5, B7, B2, 777, 758, 757, 754, 767, 765, 763, 762, 780, 798, 804, 793, 794, 802, P1, P4, P6) la iradiere solară simulată (Act. 2.45, 3.23).

Dezvoltarea resursei umane

Finantarea provenita de la acest grant a dus la cresterea calitatii resursei umane a Institutului de Chimie Fizica gratie angajarii unui asistent de cercetare (AC) in septembrie 2018, provenind de la Universitatea Bucuresti.  Conform angajamentul asumat la semnarea contractului, asistentul de cercetare a devenit angajat, tot ca asistent de cercetare, la ICF incepand cu 1 ianuarie 2021. In perioada scursa de la angajarea pe grant pana in momentul de fata, asistentul de cercetare (Alexandra Sandulescu) s-a format ca specialist in activitatea de cercetare participand activ la indeplinirea obiectivelor grantului de cercetare. Astfel, AC a asimilat fundamentele teoretice legate de procesele catalitice/fotocatalitice, de captare si transformare a energiei luminoase in energie chimica si electrica, cuptoare electrice. AC s-a format, sub indrumara cercetatorilor cu experienta, ca experimentator valoros, invatand sa foloseasca intreaga baza materiala din dotare: instalatii complexe de testare, cromatografe de gaze, de lichide si de ioni, sursele de lumina utilizate in fotocataliza si captarea de energie luminoasa. AC a asimilat protocolul de masurare a eficientei de transformare a energiei luminoase in energie chimica si electrica, de procesare a datelor experimentare, de redactare a rapoartelor si a lucrarilor stiintifice. Apreciem ca acest grant de cercetare a facut posibila recrutarea unui cercetator valoros, dotat cu un potential de dezvoltare apreciabil, care care poata sa aduca o contributie utila in viitor la cunoasterea actuala. 

Pe viitor se are in vedere continuarea procesului de dezvoltare al resursei umane prin:

   - organizarea de stagii periodice de pregatire de ale tinerilor angajati pe grant la institutele participante acest grant;

   - organizarea  de workshop-uri, seminarii comune intre institutele implicate in acest grant.

   - aplicatii comune pentru viitoare proiecte care sa asigure dezvoltarea in continuare a resursei umane (noi angajari de tineri);

Dezvoltarea infrastructurii

Infrastructura de cercetare existenta a fost imbunatatita prin achizitionarea aparaturii necesare derularii in conditii optime a proiectului:

-Sistem lichid cromatograf model Alliance (Waters)

-Power-metru model 1830-R Newport cu detector de tip fotodioda (918D Newport)

-Statie testare I-V Newport Oriel

-Sistem de iluminare monocromatica cu lampa Xe Asahi Max 350

-Filtre optice Asahi (High transmission band pass filters -320 nm, 500 nm,540nm, 580nm, 620 nm)

-Cuptor de temperatura inalta Nabertherm LHTCT

-Nisa chimica

Programul comun in viitor de dezvoltare a infrastructurii de cercetare:

   - aplicatii in comun pentru granturi de cercetare in domenii strategice, cum ar fi energii neconventionare (celule solare, generare de H2) mediu (depoluarea apei si a aerului folosind energia solara), materiale speciale (straturi subtiri si pulberi obtinute prin tehnici laser), care sa permita achizitionarea de infrastructura de cercetare performanta si in acelasi timp sa asigure intretinerea in stare buna de fiunctionare a infrastructurii existente;

   - folosirea in cooperare a infrastructurii dezvoltarea existenta in INFLPR, INCDFM si ICF pentru de elaborarea de noi tehnologii cu potential de aplicare in practica;

   - formarea resursei umane in ceea ce priveste gestionarea infrastructurii infrastructurii puse in comun;

Managementul activitatii de cercetare

Managementul activitatii de cercetare a avut in vedere orientarea resursei umane implicate in proiect in sensul indeplinirii obiectivelor asumate in intervalul de timp alocat fiecarei activitati din cadrul etapelor de cercetare, in conformitate cu rigorile si standardele impuse de publicarea/raportarea rezultatelor de cercetare in reviste ISI, in cadrul conferintelor internationale precum si de validarea/brevetarea  rezultatelor experimentale inregistrate.   

Activitatile de cercetare din cadrul acestui proiect care vor fi dezvoltate  in continuare sunt:

          - sinteza nanostructuri oxidice complexe  si studiul proceselor de depoluare fotocatalitica a apei si a aerului.

          - nanostructuri pentru  generare de energie chimica (H2) si electrica.

Internationalizare

Diseminarea rezultatelor stiintifice obtinute prin participarea la conferinte internationale precum si prin publicarea acestora in reviste ISI. Acestea asigura o crestere a vizibilitatii internationale si o popularizare larga a directiilor de cercetare abordate in cadrul prezentului proiect.

Resurse umane

S-a urmarit perfectionarea resursei umane existente prin (a) activitate de documentare adusa la zi si prin (b) dezvoltarea de noi instalatii de testare a activitatii foto/electrocatalitice a materialelor  noi sintetizate precum si prin achizitionarea si implementarea  de noi echipamente. De asemenea, resursa umana a fost intarita prin angajarea unui tanar asistent de cercetare pe proiect.

Mangementul strategic, financiar, investitional si administrativ

Managementul strategic: Parteneri implicati in proiect (INFLPR, IFM, CRC&D Auto Universitatea Pitesti si ICF) intentioneaza mentinerea si consolidarea consortiului constituit pentru realizarea activitatilor acestui proiect, prin depunerea in continuare de proiecte de cercetare cu participarea echipelor de lucru ale acestora, in acord cu strategia de dezvoltare institutionala a fiecaruia.  Dezvoltarea de noi tehnologiie si brevetarea rezultatelor obtinute va constitui principala prioritate pentru acest consortiu.

Managementul strategic a vizat distribuirea resurelor financiare necesare asa incat sa se asigure baza logistica si resursa umana necesara fiecarei activitati, prin achizitionarea in timp util de echipamente noi corespunzatoare din punct de vedere tehnologic

In urma rezultatelor obtinute in cadrul acestui proiect si a colaborarii eficiente intre INFLPR, IFM, CRC&D Auto Universitatea Pitesti  si ICF, se urmareste atat dezvoltarea gamei de catalizatori si  fotocatalizatori cat si diversificarea poluantilor testati. In acest sens, tinand cont de rezultatele favorabile obtinute in cadrul proiectului P1 si P3 (Sisteme fotocatalitice hibride pe baza de TiO2/Fe obtinute prin piroliza laser pentru producerea de H2 si depoluarea complexa a apelor si a aerului), care a avut in vedere obtinerea  de nanomateriale  optimizate  functional (INFLPR, IFM) pentru  fotocatalizatori sau catalizatori testati (ICF, CRC&D Auto Universitatea Pitesti) au fost create premisele pentru dezvoltarea unor noi tipuri de foto/catalizatori  ce pot fi testati in experimente de depoluare sau de producere de H2 vizand in acest fel si  interesul economic al operatorilor economici pentru realizarea de actiuni de transfer tehnologic. Partenerii implicati in proiect – INFLPR, IFM, CRC&D Auto Universitatea Pitesti si ICF - vor colabora pentru valorificarea socio-economica a rezultatelor obtinuite in cadrul acestui proiect prin dezvoltarea unui consortiu cu companii private in cadrul diverselor programe de transfer tehnologic.

Managementul financiar: Pana in prezent, responsabilii de proiect au trimis directorului de proiect rapoarte financiare de la responsabilii parteneri implicati in proiectele componente. Toate rapoartele sunt gestionate de directorul de proiect complex care intocmeste raportul anual catre UEFISCDI. Pentru gestionarea cecurilor acordate si a costurilor de management, la nivelul proiectului complex, a fost elaborat un plan de management financiar. Astfel, responsabilii financiari ai partenerilor au facilitat fluxul resurselor financiare si documentelor cerute de raportarea financiara anuala. Directorul de proiect si partenerii au fost informati periodic cu privire la buget si cheltuieli.

Managementul investitional: pana in prezent in cadrul acestui proiect component au fost achizitionate echipamente in valoare 930.521 lei, echipamente care au condus la realizarea obiectivelor proiectului si la dezvoltarea infrastructurii deja existente pe domeniile abordate, precum si pe temele noi de cercetare propuse.

Managementul administrativ: Fiecare partener este responsabil de activitatea interna si decide in toate problemele administrative cu respectarea legislatiei in vigoare si a Contractului de finantare si cu acordul Directorului/Responsabilului de proiect. Toti partenerii implicati in proiect au obligatia: i) sa execute activitatile asumate, asigurand comunicarea eficienta si operativa a problemelor tehnice si financiare la nivelul consortiului de parteneri; ii) sa execute in conditii de performanta si la termen  activitatile prevazute iii) sa asigure suportul administrativ si logistic necesar executarii activitatilor; iv) sa asigure componenta si functionalitatea echipei de lucru; iv) sa se asigure ca orice publicatie sau orice rezultat aparut si raportat in urma cercetarii finantate de la bugetul de stat prin UEFISCDI va avea mentionat numele Programului prin care este finantat si numarul de Contract.

Concluzii:

     Rezultatele stiintifice raportate in cadrul proiectului asigura o baza de date valida si extinsa cu privire la comportamentul si proprietatile functionale ale materialelor foto/electrochimic active sintetizate in cadrul Proiectelor 1 si 3, indicand aplicatiile optime si conditiile adecvate de exploatare ale acestora ca si foto/electrocatalizatori si componente ale celulelor solare in procese de depoluare si producere de energie. Toate acestea s-au concretizat in 12 articole ISI publicate, 1 capitol de carte, au fost depuse la OSIM 3 cereri de brevet. De asemenea, toate acestea au fost diseminate in cadrul a peste 20 de manifestari stiintifice.

     - Impactul social: Impactul social al rezultatelor obtinute in acest contract este strans legat de implementarea rezultatelor obtinute ca si tehnologii de depoluare si producere de energie, potentialul efect benefic asupra mediului imbunatatind de asemenea viata sociala. In aceeasi masura, utilizarea datelor obtinute in protocoale si tehnologii pentru producerea de energie nepoluanta si competitiva din punct de vedere economic poate avea un efect social benefic. Angajarea unui tanar cercetator si permanentizarea lui in reteaua romaneasca de cercetare reprezinta de asemenea un castig major rezultat din derularea acestui contract.

    -  Dezvoltarea resursei umane: va continua si dupa finalul proiectului utilizand urmatoarele metode:

          - webinarii si workshopuri pentru specializarea personalului implicat in proiect de la toti cei 4 parteneri: INFLPR va fi responsabilă cu promovarea metodelor de sinteza laser de nanomateriale, IFM va prezenta tehnici de  caracterizare morfo-structurale bazate pe microscopia electronica, iar CRC&D Auto Universitatea Pitesti si ICF  vor disemina metode de integrare in dispozitive functionale de testarea a propietatilor fotocatalitice a  nanomaterialelor

          - stagii de pregatire desfasurate pe baza de reciprocitate intre partenerii din proiect INFLPR, IFM, ICF si CRC&D Auto Universitatea Pitesti. Posibilitatile de specializare a personalului nou din institutiile partenere prin efectuarea de stagii de pregatire sunt multiple intrucat consortiul prezinta un grad de complementaritate stiintifica ridicata.

Managementul activitatii de cercetare

In acord cu strategia de dezvoltare a activitatii de cercetare a celor patru parteneri (INFLPR, IFM, CRC&D Auto Universitatea Pitesti si ICF), activitatile comune de cercetare vor continua in domeniul nanomaterialelor utilizate  ca fotocatalizatori testati atat pentru producerea de H2 cat si pentru depoluarea mediului.

Activitatile de cercetare din cadrul acestui proiect care vor fi dezvoltate  in continuare sunt:

• Dezvoltarea tehnologiei de obtinere a foto/catalizatorilor pe baza de Ti/Fe.

•  Cresterea productivitatii si a gradului de reproductibilitate in tehnica de sinteza

• Testarea proprietatilor fotocatalitice pe o gama mai larga de poluanti

• Dezvoltarea tehnologiei de obtinere unor nanostructuri oxidice complexe cu rol catalitic in reactiile de depoluare a amestecului gazos eliberat de motoarele cu ardere interna

• Cresterea productivitatii si a gradului de reproductibilitate in tehnica de sinteza.

• Testarea eficientei  in reactiile de depoluare a amestecului gazos eliberat de motoarele cu ardere interna

• Sinteza nanostructuri oxidice complexe  si studiul proceselor de depoluare fotocatalitica a apei si a aerului.

• Nanostructuri pentru  generare de energie chimica (H2) si electrica.

    Activitatile de cercetare vor fi dezvoltate cu implicarea noilor cercetatori din cadrul proiectului si vor viza obtinerea de noi nanomateriale performante in aplicatii fotocatalitice.  Structura consortiului si activitatile de cercetare vor fi respectate in continuare, in sensul in care INFLPR va fi responsabilă cu sinteza de noi fotocatalizatori, IFM pentru caracterizari morfo-structurale, iar CRC&D Auto Universitatea Pitesti si ICF pentru testarea nanomaterialelor. In cadrul  Programul comun de CDI pe care ni-l propunem sunt corelate directiile  de dezvoltare institutionala al partenerilor. Astfel, INFLPR urmareste Strategia de dezvoltare Obiectiv 2. D2.4: Nanomateriale, nanostructuri si filme subtiri –sinteza si functionare prin tehnici cu laser si plasma, respectiv Obiectiv 4. D4.5. Tehnologii de procesare cu laseri si plasma pentru aplicatii industriale in timp ce ICF isi propune si ofera servicii privind testarea fotocatalitica a nanomaterialelor pe o gama variata de poluanti. Ne propunem sa colaboram in aceeasi forma de parteneriat pentru noi aplicatii vizand proiecte de cercetare - inovare in cadrul programelor nationale sau internaţionale de cercetare precum si in cadrul programelor de cercetare naţionale (PNCDI-III).

In prezent in INFLPR se pun bazele Centrului de Inovare Interdisciplinar de Fotonica si Plasma pentru Eco-Nano Tehnologii si Materiale Avansate (IN2-FOTOPLASMAT), centru care va valorifica rezultatele cercetarii prin transfer tehnologic pe domeniile procesare de materiale (Laboratorul 1 - Sinteza, Procesare, Functionalizare) si testare senzori (Laboratorul 4 – Laborator Prototipare). Acest centru va absorbi  o parte din numarul de cercetarori noi  angajati in cadrul proiectelor de tip PCCDI din INFLPR.

In tabelul de mai jos este prezentata situatia indicatorilor de rezultat importanti propusi si obtinuti cu 6 luni inainte de finalizarea proiectului:

​