Laboratórium-vezető:

Pap József Sándor

Tel: +(36-1)-392-3284

Fax: +(36-1)-392-2584

E-mail: pap.jozsef@ek-cer.hu

A laboratórium meghatározó kutatásait olyan tudományos kérdésfelvetések ösztönzik, amelyek szorosan kapcsolódnak a megújuló energiaforrásokon alapuló energiagazdálkodáshoz, az energiatakarékossághoz, a környezetbiztonság feltételeinek megteremtéséhez, valamint a környezetterhelés csökkentéséhez. Modern módszerekkel folyik a kísérleti munka olyan tématerületeken, mint a megújuló energia kémiai tárolása, a szelektív és energiahatékony kémiai átalakítások katalitikus megvalósítása, vagy a fosszilis alapú nyersanyagigények csökkentésével járó megoldások alkalmazása.

A laboratórium hosszú múltra tekint vissza, tevékenysége a radioaktív izotópos jelzéstechnika katalitikus alkalmazásából fejlődött ki. Fő kutatási területe évtizedekig a szénhidrogének katalitikus átalakulásának tanulmányozása volt különböző katalizátorokon, előbb hordozómentes fémeken, később hordozós egy- és kétfémes, majd átmenetifém klaszterekből kialakított rendszereken. A kilencvenes években környezeti katalízis kutatások kezdődtek a nitrogén-oxid átalakítási folyamatainak és illékony szerves vegyületek teljes égetésének tanulmányozásával. Később a Sugárkémiai Laboratóriummal közös munka során a katalitikus és nagyenergiájú sugárzással iniciált reakciók kombinációját alkalmazva értek el sikereket ipari szennyvizek tisztításában. Az alternatív energiatermeléshez kapcsolódó katalitikus folyamatok, mint CO eltávolítás hidrogénből PROX reakcióval, és a metán száraz reformálása a kétezres években tűnt fel meghatározó irányként, s az üvegházhatású gázok (CO2 és CH4) átalakításának lehetőségeit jelenleg is intenzíven kutatják. Fontos megemlíteni a zöld kémiai elveket szem előtt tartó szelektív oxidációs átalakítások (glükózé, alkoholoké), az enantioszelektív hidrogénezés, és a gázolaj kéntelenítés, valamint a szén-monoxid és a nitrogén-oxidok katalitikus oxidációja ill. redukciója modell és nagyfelületű oxidhordozós katalizátoraival szerzett tapasztalatokat. Legújabban meghatározó területté nőtte ki magát az elektrolízises vízbontás elektródkatalizátorainak kutatása, amely a megújuló villamos energia kémiai tároláshoz kapcsolódik.

Kompetenciák:

  • heterogén és homogén katalitikus átalakítások
  • katalízis technológiák, gáz/gőz/oldatfázisú reakciók
  • katalizátor-tervezés és jellemzés
  • spektroszkópiai/szerkezeti/felületi analízis
  • nanorészecskék előállítása és alkalmazása (egy- és kétfémes)
  • elektrokémia, elektrokatalízis, korrózió
  • kinetikai vizsgálatok, mechanizmusok feltárása
  • folyadékszcintillációs izotópanalízis

Tématerületek:

  • Nanoszerkezetű, többkomponensű fém és fémoxid katalizátorok készítése, szerkezetük és katalitikus tulajdonságaik vizsgálata
  • C1 molekulák aktiválása: szerkezet-reaktivitás kapcsolat egy és kétfémes katalizátorokon
  • katalitikus szelektív és totális oxidációk
  • elektrokatalízis, vízbontás alulról építkező katalitikus rendszereinek kutatása
  • Korróziós folyamatok elektrokémiai vizsgálata

Nemzetközi és hazai kapcsolatok:

  • Xi’an Jiaotong University, International Research Center for Renewable Energy
  • Università degli Studi di Milano, CNR-ISTM
  • State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, CAS
  • Institute of Nanostructured Materials, ISMN-CNR, Palermo
  • LignoCOST action
  • SUNERGY initiative

A laboratórium 2020-ban csatlakozott a Nemzeti Hidrogéntechnológiai Platformhoz, a szakmai utánpótlásképzésben aktív kapcsolatot tart fenn hazai egyetemekkel (BMGE, ÓE, PE, SZTE).

Az FKKL kutatási infrastruktúrája:

Kratos XSAM 800 XPS

Röntgen Fotoelektron Spektrométer

Szilárd minták felületi elemanalitikájára alkalmas műszer. Atmoszférikus előkezelő kamra szolgál a minta egyes gázok (pl. H2, O2, CO, CO2) hatására bekövetkező változásainak vizsgálatára. Felület-tisztításhoz kis-közepes energiájú Ar-ion ágyúval szerelték fel.

Shimadzu Tracera 2100 GC

Gázkromatográf

Nagytisztaságú héliummal működő hagyományos gázkromatográf. A benne lévő kisülési ionozációs detektor (BID) univerzális detektor, amely nagy érzékenységű analízist tesz lehetővé az alacsony frekvenciás dielektromos kisülési helium plazma biztosította ionizáció segítségével. Univerzális detektálási képessége és nagy érzékenysége lehetővé teszi szervetlen gázok és könnyű szénhidrogének ppm szintű analízisét. Gázszeparációs kolonnával és mintavevő hurokkal szerelve.

Micromeritics Autochem II katalizátorvizsgáló munkaállomás

Teljesen automatizált kemiszorpciós analizátor, amely képes impulzus kemiszorpciót, hőmérséklet-programozott redukciót (TPR), deszorpciót (TPD), oxidációt (TPO) és reakcióelemzéseket végrehajtani, mindezt automatizálva, SSITKA alkalmazáshoz módosítva és QMS érzékeléssel ellátva

Nicolet iS50 FTIR spektrométer

Specac Selector diffúz-reflexiós feltéttel és kezelőkamrával

Katalizátorok, valamint különféle gázatmoszférákban, akár in situ reakciókörülmények között is, 500°C-ig, vákuum – 35 bar nyomástartományban adszorbeált molekulák, felületi alakulatok szerkezetvizsgálatára alkalmas berendezés.

BioLogic SP-150 potenciosztát

Nagy tudású, tudományos potenciosztát/galvanosztát. Felhasználási irányok: korróziós mérések, klasszikus elektrokémiai mérések, elektoranalitikai mérések, elektrokatalízis, tüzelőanyagcellák, akkumulátor elemek és szenzorok tanulmányozása.

Gamry Reference 3000 potenciosztát

Nagy tudású, tudományos potenciosztát/galvanosztát. Felhasználási irányok: korróziós mérések, klasszikus elektrokémiai mérések, elektoranalitikai mérések, elektrokatalízis, tüzelőanyagcellák, akkumulátor elemek és szenzorok tanulmányozása, EIS.

Perkin-Elmer Tri-Carb 4810 TR Folyadékszcintillációs spektrométer

Folyadékszcintillációs analizátor nagyon kis aktivitású, bétasugárzó minták aktivitásának mérésére. A sokcsatornás, multiparaméteres készülék a prompt, illetve a holtidőben érkező beütések háromdimenziós analízisét végzi el annak érdekében, hogy a valós béta események és a háttérbeütések megkülönböztethetők legyenek. A műszer 3H és 14C aktivitáskoncentráció mérésére kiválóan alkalmas.

Publikációink:

https://m2.mtmt.hu/gui2/?type=institutes&mode=browse&sel=institutes17998

A laboratórium munkatársai:

Pap József Sándor – Laboratórium-vezető

Benkó Tímea

Frey Krisztina

Győrffy-Fürcht Nóra

Kerner Zsolt Gábor

Korányi Tamás

Lukács Dávid

Nagy Gergely

Nagyné Horváth Anita

Németh Miklós László

Ollár Tamás

Szuja Anna

Vargáné Beck Andrea