dr inż. Zofia Grażyna Żukowska

p.347, kontakt: e-mail

Zainteresowania badawcze:

Badania polimerowych elektrolitów za pomocą spektroskopii FT-IR i Ramanowskiej; receptory anionów w elektrolitach polimerowych; synteza i struktura żelowych elektrolitów polimerowych;
Elektrolity polimerowe są ważnym przedmiotem badań ze względu na możliwość zastosowania ich w takich urządzeniach, jak baterie, akumulatory, wyświetlacze lub okna elektrochromowe i ogniwa paliwowe działające w szerokich zakresach temperatur (np. od -50oC do 200oC). Mimo szeroko zakrojonych badań, mechanizm przewodnictwa jonowego w elektrolitach polimerowych, jak i budowa granic międzyfazowych elektroda-elektrolit ciągle czekają na dokładny opis. Oddziaływania między składnikami elektrolitu mające wpływ na właściwości elektrolitu można z powodzeniem badać różnorakimi metodami spektroskopowymi. Na przykład poprzez obserwację intensywności drgań anionów, spektroskopia Ramanowska i FT-IR umożliwiają nam zmierzenie stężenia wolnych jonów, par jonowych i multipletów jonowych w domieszkowanych materiałach, takich jak poliglikole kompleksowane solami litu lub sodu, albo rozpuszczalniki kompleksowane mocnymi kwasami. Analiza wielokrotnie nałożonych widm jest możliwa dzięki dwuwymiarowej analizie kowariancji widm FT-IR lub Ramanowskich. NMR umożliwia badanie środowiska i relaksacji kationów w jonowych przewodnikach litowych lub protonowych, takich jak polietery domieszkowane solami litu lub sodu, albo elektrolity żelowe przewodzące jony litu lub protony. Dyfuzja protonów w żelach przewodzących protony może być mierzona za pomocą NMR ze statycznym gradientem pola. Wysokorozdzielcze NMR, jak i dwuwymiarowe techniki NMR, takie jak 31P-1H TOCSY (korelacyjna spektroskopia zupełna) NMR lub 1H-1H COSY (spektroskopia korelacyjna) NMR dostarczają informacji na temat struktury matrycy polimerowej.
Rozwój stałych elektrolitów polimerowych (SPE) jest ograniczony ze względu na ich niskie przewodnictwo kationów litowych - σLi+ - (jest to wynikiem słabej dysocjacji soli litowej w polimerze), a także niską liczbę przenoszenia kationów litowych - t+ (co jest spowodowane niską ruchliwością kationów w matrycy polimerowej w porównaniu do ruchliwości anionów). Jedną z metod na zwiększanie liczby przenoszenia kationów bez zmniejszania przewodnictwa w membranach PEO (poli(tlenku etylenu)) jest wiązanie anionów, a więc ich pułapkowanie, za pomocą dodatków zawierających obojętne ładunkiem receptory anionów. Grupa PIRG prowadzi prace nad receptorami anionów różnych typów: organicznymi związkami makrocyklicznymi, napełniaczami nieorganicznymi ze zaktywowanymi grupami powierzchniowymi, oraz związkami boroorganicznymi.

Wybrane publikacje:

  • Niedzicki L, Kasprzyk M, Kuziak K, Zukowska GZ, Armand M, Bukowska M, Marcinek M, Szczecinski P, Wieczorek W, Modern generation of polymer electrolytes based on lithium conductive imidazole salts, JOURNAL OF POWER SOURCES, 192 (2009) 612-617
  • Cyranski MK, Jezierska A, Klimentowska P, Panek JJ, Zukowska GZ, Sporzynski A, Structural and spectroscopic properties of an aliphatic boronic acid studied by combination of experimental and theoretical methods, JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 128 (2008) 124512
  • Solgala A, Kalita M, Zukowska GZ, Study of neutral species coordination by macrocyclic anion receptors using FTIR spectroscopy, ELECTROCHIMICA ACTA 53 (2007) 1541-1547
  • Pawlowska A, Zukowska GZ, Kalita M, Solgala A, Parzuchowski P, Siekierski M The effect of receptor-polymer matrix compatibility on properties of PEO-based polymer electrolytes containing a supramolecular additive Part 1. Studies on phenomenon of compatibility, JOURNAL OF POWER SOURCES 173 (2007) 755-764
  • Caban K, Lewera A, Zukowska G Z, Kulesza P J, Stojek Z, Jeffrey K R, Analysis of charge transport in gels containing polyoxometallates using methods of different sensitivity to migration, ANAL CHIM ACTA 575 (2006) 144-150
  • Marcinek M, Żukowska G Z, Wieczorek W, Model composite polymer electrolytes containing triphenylborane, ELECTROCHIM ACTA 50 (2005) 3934-3941
  • Marcinek M, Ciosek M, Żukowska Z, Wieczorek W, Jeffrey K R, Stevens J R, The impact of end groups on ionic interactions in low molecular weight Al2O3-polyether-LiClO4 electrolytes, SOLID STATE IONICS 171 (2004) 69-80
  • Żukowska G Z, Robertson V J, Marcinek M Ł, Jeffrey K R, Stevens J R, Structure of proton-conducting anhydrous gel electrolytes based on poly(glycidyl methacrylate), J PHYS CHEM B 107 (2003) 5797-5805
  • Jeffrey K R, Żukowska G Z, Stevens J R, Dynamics of the hydrogen and phosphate ions in proton conducting gel/D3PO4 electrolytes: A H-2 and P-31 nuclear magnetic resonance study, J CHEM PHYS 119 (2003) 2422-2431
dr inż. Zofia Grażyna Żukowska