28.11.2024
Doktorsavhandling om miljövänlig grafenproduktion och användning av grafenfilmer för biobaserad elproduktion
FM Sara Lunds doktorsavhandling i kemi framläggs till offentlig granskning vid Fakulteten för naturvetenskaper och teknik vid Åbo Akademi.
Avhandlingen heter From Exfoliation of Graphite to Graphene-based Electrodes for a Biophotoelectrochemical Application.
Disputationen äger rum torsdagen den 5 december 2024 kl 13 i Auditorium Argentum, Aurum, Henriksgatan 2, Åbo. Disputationen kan följas via videolänk. Opponent är professor Claudia Backes, Universität Kassel, Tyskland och kustos är professor Jouko Peltonen, Åbo Akademi.
Sammanfattning
Grafen, en tvådimensionell kristall bestående av ett enda lager kolatomer, har väckt stort intresse tack vare sina unika elektriska, optiska och mekaniska egenskaper. För att utnyttja dess fulla potential behövs miljövänliga och effektiva metoder för massproduktion. Grafit, en naturlig råvara, kan användas för att framställa grafen via skjuvexfoliering, där grafitskikten separeras med mekanisk kraft i vätskefas. Denna metod är kostnadseffektiv men har hittills begränsats av låg produktionshastighet och långa processtider.
I denna avhandling användes naturlig grafit från Haapamäki, Finland, för att producera grafen i vattenbaserade lösningar stabiliserade med antingen natriumkolat eller cellulosananokristaller. Dessa material är miljövänliga, giftfria och kommer från förnybara källor. Resultaten visade att metoden gav högkvalitativ grafen med färre än fem lager och höga koncentrationer på bara två timmar.
Grafenfilmer tillverkades från de producerade dispersionerna och undersöktes som anodmaterial i biofotovoltaiska celler, som använder fotosyntetiska mikroorganismer för att generera elektricitet från solljus. Filmerna visade sig vara biokompatibla, hydrofila och ha en yta som gynnar mikroorganismernas tillväxt. Dessutom presterade de bättre än traditionella indium-tennoxidelektroder, vilket gör dem till ett hållbart och kostnadseffektivt alternativ.
De här grafenbaserade filmerna har stor potential som anodmaterial i biofotoelektrokemiska celler, tack vare deras miljövänliga tillverkning och lovande prestanda. Forskningen visar vägen för hållbara energilösningar med hjälp av rikligt förekommande och förnybara material.
Sara Lund kan vid behov nås per e-post sara.h.lund@abo.fi.
Avhandlingen kan läsas i Åbo Akademis publikationsarkiv Doria.
Klicka här för pressbild på disputanden.
Anvisningar för att följa med disputationen på distans:
För att följa med disputationen behövs programvaran Zoom eller webbläsaren Google Chrome. Du behöver inte skapa ett Zoom-konto för att kunna följa med disputationen. Om du installerar appen deltar du genom att klicka på möteslänken varefter du bör tillåta att länken öppnas i Zoom-appen.