RECENZJA. wniosku Pana dr inż. Grzegorza Loty. o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego. na podstawie cyklu prac na temat:

Transkrypt

1 prof. Andrzej Lewandowski Zakład Chemii Fizycznej, Wydział Technologii Chemicznej Politechnika Poznańska, Poznań tel , fax Poznań, RECENZJA wniosku Pana dr inż. Grzegorza Loty o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego na podstawie cyklu prac na temat: Optymalizacja parametrów fizykochemicznych materiałów węglowych dla elektrochemicznych systemów magazynowania i konwersji energii Według załączonych materiałów, Pan Dr inż. Grzegorz Lota urodził się w 1975 roku, jest absolwentem Politechniki Poznańskiej (Wydział Technologii Chemicznej) oraz Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu (Wydział Fizyki). Obronił więc dwie parce dyplomowe magisterskie: Elektrochemiczne utlenianie fenolu na kompozytowych elektrodach węglowych pod promotorstwem prof. Jana Skowrońskiego (2001, P.P.) oraz Wpływ układu aceton-acetonitryl na pojemność kondensatora elektrochemicznego pod promotorstwem prof. Marii Dutkiewicz (2006, UAM). Pracę doktorską Materiały węglowe jako składniki elektrod kondensatorów elektrochemicznych oraz nośniki cząstek katalitycznych, wykonana pod opieką prof. Elżbiety Frąckowiak, obronił również na Politechnice Poznańskiej (2005 rok).

2 Obecnie jest zatrudniony na Politechnice Poznańskiej (od 2005 roku) oraz w Instytucie Metali Nieżelaznych (Centralne Laboratorium Akumulatorów i Ogniw w Poznaniu, od 2010 roku), w obu instytucjach aktualnie na stanowisku adiunkta. Odbył staże naukowe w CRMD Orleans, Francja (prof. Francois Beguin), w INCO Oviedo, Hiszpania (Dr Teresa Centeno) jak i w firmie MASTCARBON, Guildford, Wielka Brytania. Wydaje się, że główny wpływ na działalność i rozwój naukowy dr Grzegorza Loty wywarli prof. Elżbieta Frąckowiak (elektrochemia) oraz prof. Francois Beguin (materiały węglowe). Jednak współpracował również z innymi badaczami: z prof. Jackiem Machnikowskim (Politechnika Wrocławska), dr dab. Grzegorzem Milczarkiem i prof. Juliuszem Pernakiem (Politechnika Poznańska) czy prof. Jackiem Tyczkowskim (Politechnika Łódzka). Tak szeroka współpraca sugeruje duże doświadczenie habilitanta w pracy w różnych zespołach. Dało to możliwość nabrania doświadczenia w różnych dziedzinach chemii węgla i elektrochemii, przez współpracę z różnymi grupami wyspecjalizowanymi i wyposażonymi w specjalistyczną aparaturę. Zainteresowania habilitanta dotyczą elektrochemii i materiałów stosowanych w układach elektrochemicznych. Tutaj wyszczególnić można następujące grupy tematyczne, dotyczące różnych zagadnień elektrochemicznych. Są to: (1) Kondensatory podwójnej warstwy elektrycznej (EDLC) - G. Lota, G. Milczarek, The effect of lignosulfonates as electrolyte additives on the electrochemical performance of supercapacitors, Electrochem. Commun. 13 (2011) K. Fic, G. Lota, E. Frackowiak Electrochemical properties of supercapacitors operating in aqueous electrolyte with surfactants, Electrochimica Acta 55 (2010) K. Lota, A. Sierczyńska, G. Lota, Synthesis and electrochemical properties of carbon nanotubes obtained by pyrolysis of acetylene using AB5 alloy, J Solid State Electrochem 14 (2010) 2209

3 - G. Lota, J. Tyczkowski, R. Kapica, K. Lota, E. Frackowiak Carbon materials modified by plasma treatment as electrodes for supercapacitors, Journal of Power Sources 195 (2010) G. Lota, T.A. Centeno, E. Frackowiak, F. Stoeckli, Improvement of the structural and chemical properties of a commercial activated carbon for its application in electrochemical capacitors, Electrochim. Acta 53 (2008) K. Lota, G. Lota, Interakcje jonowe w kondensatorach elektrochemicznych, rozdział w Wybrane aspekty chemii supramolekularnejpraca zbiorowa pod redakcją Grzegorza Schroedera (2) Kondensatory pseudo-pojemnościowe - G. Lota, K. Fic, E. Frackowiak, Alkali metal iodide/carbon interface as a source of pseudocapacitance, Electrochem. Commun. 12 (2011) 38 - K. Lota, A. Sierczynska,. G. Lota Supercapacitors Based on Nickel Oxide/CarbonMaterials Composites, Int.. Electrochem. (2011) doi: /2011/ A. Malak, K. Fic, G. Lota, C. Vix-Guterl, E. Frackowiak, Hybrid materials for supercapacitor application, Solid State Electrochem. (2010) 14:811 - G. Lota, E. Frackowiak, Striking capacitance of carbon/iodide interface, Electrochem. Commun. 11 (2009) 87 - G. Lota, E. Frackowiak, Pseudocapacitance Effects for Enhancement of Capacitor Performance, Fuel Cells, 10 (2010) G. Lota, K. Lota, E. Frackowiak, Nanotubes based composites rich in nitrogen for supercapacitor application, Electrochem. Commun. 9 (2007) G. Lota, E. Frackowiak, J. Mittal, M. Monthioux, High performance supercapacitor from chromium oxide-nanotubes based electrodes, Chemical Physics Letters 434 (2007) 73

4 - E. Frackowiak, G. Lota, J. Machnikowski, C. Vix-Guterl, F. B eguin Optimisation of supercapacitors using carbons with controlled nanotexture and nitrogen content, Electrochim. Acta 51 (2006) F. Beguin, K. Szostak, G. Lota, E. Frackowiak A Self-Supporting Electrode for Supercapacitors Prepared by One-Step Pyrolysis of Carbon Nanotube/Polyacrylonitrile Blends, Adv. Mater. 2005, 17, 2380 (3) Elektrolity dla urządzeń elektrochemicznych (jonika) - G. Lota, Wpływ przewodnictwa cieczy jonowych na pojemność kondensatorów elektrochemicznych, przemysł Chemiczny 89 (2010) J. Pernak, A. Skrzypczak, G. Lota, E. Frackowiak, Synthesis and Properties of Trigeminal Tricationic Ionic Liquids, Chem. Eur. J.13 (2007) E. Frackowiak, G. Lota, J. Pernak, Room-temperature phosphonium ionic liquids for supercapacitor application, Appl. Phys. Letters 86 (2005) (4) Katalizatory reakcji elektrodowych (utlenianie metanolu) - M. Sevilla, G. Lota, A. B. Fuertes, Saccharide-based graphitic carbon nanocoils as supports for PtRu nanoparticles for methanol electrooxidation, J.. Power Sources 171 (2007) E. Frackowiak, G. Lota, T. Cacciaguerra, F.Beguin, Carbon nanotubes with Pt Ru catalyst for methanol fuel cell, Electrochem. Commun. 8 (2006) 129 (5) Sorpcja wodoru w materiałach węglowych - G. Lota, K. Fic, K. Jurewicz, E. Frackowiak, Correlation of hydrogen capacity in carbon material with the parameters of electrosorption, Cent. Eur. J. Chem. 9 (2011) 20 (6) Interkalacji litu w elektrodach grafitowych - E. Frackowiaka, K. Kierzek, G. Lota, J. Machnikowski, Lithium insertion/deinsertion of boron doped graphitic carbons synthesized by different procedure, Journal of Physics and Chemistry of Solids 69 (2008) 1179

5 (7) Elektroda niklowa A. Sierczynska, K. Lota, G. Lota Effects of addition of different carbon materials on the electrochemical performance of nickel hydroxide electrode, J.. Power Sources 195 (2010) 7511 (8) Przegląd potencjalnych aplikacji nanorurek węglowych w elektrochemii G. Lota, K. Fic, E. Frackowiak, Carbon nanotubes and their composites in electrochemical applications, Energy Environ. Sci., 2011, 4, 1592 Jak więc widać z wykonanego zestawienia, spektrum tematyczne jest bardzo szerokie, obejmujące według zwyczajowych klasyfikacji 8 oddzielnych grup tematycznych w zakresie elektrochemii. Cechą wspólna tych tematów jest występowanie materiałów węglowych jako elektrod, mas czynnych elektrod, dodatków polepszających przewodnictwo elektrod, itd. Potencjalne zastosowanie to układy do magazynowania energii lub jej konwersji (ogniwa paliwowe katalizator utleniania metanolu). Tytuł i zakres rozprawy jest więc spójny. Z drugiej strony różnorodność tematyki, mimo że ciągle zawartej w zakresie elektrochemii i materiałów węglowych, świadczy o szerokich kompetencjach badawczych habilitanta. Najwięcej prac jest z dziedziny kondensatorów elektrochemicznych, zarówno podwójnej warstwy elektrycznej jak i pseudo-pojemnościowych. Przez cały czas prace były prowadzone we współczesnym nurcie światowym, przy wykorzystaniu nowych technik. Jako materiały systemów elektrochemicznych wykorzystywano materiały będące aktualnie w centrum zainteresowania nauki światowej, takie jak nanorurki węglowe czy ciecze jonowe. Dorobek po doktoracie składa się z 23 publikacji (wymienionych w autoreferacie habilitanta), w takich czasopismach jak: Electrochemistry Communications (IF = 4,28), Energy & Environmental Science (IF = 9,45), Central European Journal of Chemistry (IF = 0.99),

6 International Journal of Electrochememistry (IF = 0), Fuel Cells (IF = 3,32), Electrochimica Acta (IF = 3,64), Przemysł Chemiczny (IF = 0,29), Journal of Solid State Electrochemistry (IF = 2,23), Journal of Power Sources (IF = 4,28), Journal of Physics and Chemistry of Solids (IF = 1,38), Chemical Physics Letters (IF = 2,28), Chemistry a European Journal (IF = 5,48), Advanced Materials (IF = 10,86) and Applied Physics Letters (IF = 3.82). Łączny impact factor 23 publikacji w wymienionych czasopismach wynosi 87,5. Daje to średni IF = 87,5/23 = 3,8, co jest wynikiem bardzo wysokim. Warto zauważyć, że dwie prace były opublikowane w czasopismach szczycących się IF na poziomie 10 (10,86 oraz 9,45). Prace (wszystkie, przed i po doktoracie) były cytowane ponad 800 razy. Jest to jeden z istotniejszych parametrów świadczących o wysokim współczynniku oddziaływania pracy i dorobku habilitanta (jak i oczywiście współautorów) na środowiska elektrochemiczne. Dorobek zawiera również 11 zgłoszeń patentowych. Habilitant wykonywał też działalność jako recenzent w tym 9-ciu artykułów o zasięgu międzynarodowym. Celem większości prac (superkondensatory zarówno EDLC jak i pseudo-pojemnościowe) było poszukiwanie możliwości poprawy zarówno energii jak i mocy właściwej akumulatorów energii elektrycznej. Jest to bardzo aktualny nurt elektrochemii, z powodu zapotrzebowania na akumulatory energii o bardzo wysokiej mocy przy zachowaniu relatywnie dobrej energii właściwej. Ten temat wydaje się być najważniejszy w dorobku habilitanta. Metoda wybrana do osiągnięcia tego celu poprzez optymalizację superkondensatorów wydaje się być dominująca w literaturze światowej. Jedyną alternatywą zdają się być ogniwa litowo jonowe pracujące z anodami ze zmodyfikowanym grafitem oraz nano-kompozytowymi katodami (skrócenie drogi dyfuzji w ciele stałym). Zajęto się też kombinacją pojemności podwójnej warstwy elektrycznej z efektami pseudo-pojemnościowymi. Modyfikowano więc materiały węglowe nie tylko pod względem powierzchni właściwej czy dystrybucji porów, lecz również

7 dodatkowymi atomami czy grupami funkcyjnymi. Tego typu modyfikacje grafitu (dotowanie atomami boru) wykonano dla anody ogniwa litowo jonowego. I tutaj zauważono zwiększenie pojemności odwracalnej elektrody. Ze względu na duża rozpiętość układów którymi zajmował się habilitant, trudno w recenzji omawiać szczegółowo poszczególne prace. Mogę stwierdzić, iż we wszystkich pracach oryginalnych (czyli nie będących przeglądem dorobku światowego), założony cel został osiągnięty (wyższa energia i moc właściwa, polepszenie własności elektrody, pod wpływem modyfikacji). Prace miały wyraźny aspekt aplikacyjny, raczej niż fizykochemiczny (podstawowe parametry opisujące elektrochemiczne procesy). Efektem więc oprócz publikacji jest spora ilość zgłoszeń patentowych (razem 11). Widać również wyraźną samodzielność, czy też niezależność naukową, przejawiającą się publikacjami samodzielnymi (1) lub tymi w których występuje jako corresponding author (naliczyłem 3). Przegląd oświadczeń współautorów o udziale w publikacjach świadczy o istotnym wkładzie habilitanta w przebieg prac jak i powstanie opublikowane opisu wyników i wniosków. Wszystko to wskazuje na dojrzałość naukową pana dr. inż. Grzegorz Loty. Habilitant otrzymał za swoja działalność szereg wyróżnień, w tym: Nagrodę Ministra (za rok 2010/2011), Nagrodę Rektora Politechniki Poznańskiej (za lata 2006/2007 oraz 2008/2009) jak i wyróżnienie przyznane przez studentów (2006 rok). Moja opinia o dorobku (rzędu 20 prac w czołowych czasopismach światowych), stopnia jego oddziaływania (rzędu 800 cytowań) oraz przebiegu kariery naukowej (praca w licznych zespołach, staże zagraniczne, pozytywna opinia studentów) pana dr inż. Grzegorza Loty jest jednoznacznie pozytywna.

8