Nový koncept solárních článků

Mladý vědec Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice Dr.-Ing. Jan Macák letos jako jediný z České republiky získal v náročné vědecké evropské soutěži grantovou podporu v hodnotě 45 milionů korun na řešení pětiletého projektu s názvem: "Towards New Generation of Solid-State Photovoltaic Cell: Harvesting Nanotubular Titania and Hybrid Chromophores", směřujícího vědecké bádání k nové generaci hybridních fotovoltaických článků.

Do soutěže těchto "startovacích grantů" bylo letos podáno 3273 návrhů

Projekt mladého vědce uspěl v letošním kole náročné soutěže vyhlášené Evropskou výzkumnou radou (ERC) v programu HORIZONT 2020 umožňující rozvoj společensky nejžádanějších disciplín a podporující excelentní vědecko-výzkumné činnosti mladých vědců prostřednictvím tzv. startovacích grantů, v případě projektu Jana Macáka v oblasti fyzikálních a materiálových věd (Starting Grants - PE - Physical Sciences & Engineering). Do soutěže těchto "startovacích grantů" bylo letos podáno 3273 návrhů, z nich jen 328 projektů vědců 38 národností ze 180 různých institucí získalo evropskou finanční podporu. V oblasti fyzikálních a materiálových věd bylo hodnoceno 1490 návrhů a jedním ze 143 přijatých k financování je i projekt Jana Macáka z Univerzity Pardubice, jediný z České republiky.

Jan Macák se tak zařadil k prestižní desítce českých vědců, kteří kdy uspěli a získali finanční podporu na svůj vědecký výzkum v některé z vyhlášených pěti kategorií projektů Evropské výzkumné rady, tedy od roku 2007, odkdy tato evropská instituce podporuje novou generaci špičkových evropských vědců a rozvoj hraničních vědeckých disciplín s mimořádným inovačním potenciálem pro budoucnost. A Univerzita Pardubice tak nově patří do pětice vědecko-výzkumných institucí České republiky a připojila se k trojici vysokých škol z Prahy a Brna, na nichž tito vědci své výzkumné úkoly řešili či řeší.

Multidisciplinární projekt Jana Macáka z Univerzity Pardubice přináší nový koncept solárních článků, který kombinuje nanotrubice oxidu titaničitého s vhodnými anorganickými a organickými chromofory, přičemž toto spojení má vést k účinné konverzi solární energie na energii elektrickou. Projekt má za cíl také vyvinout vhodné depoziční metody pro precizní povrchové úpravy nanotrubic s cílem rozšířit jejich aplikační využití.

Projekt se zabývá materiály a procesy hned z několika různých disciplín a oborů materiálového inženýrství, anorganické chemie, organické chemie a fyziky, které nebyly doposud v tomto komplexním pojetí zkoumány a vyzkoušeny. Díky své mutlidisciplinaritě a komplexnosti umožní spolupráci týmu necelé desítky mladých vědců a technických pracovníků s tím, že se očekává též významná spolupráce s několika zahraničními výzkumnými institucemi.

Dr. Jan Macák se svým projektem prošel náročným dvoukolovým hodnocením Evropské výzkumné rady zakončeným úspěšným osobním pohovorem na počátku října t.r. přímo v Bruselu. Evropská výzkumná rada navrženému projektu pardubického vědce v rámci programu "ERC - Starting Grants" udělila v obou kolech nejvyšší hodnocení "A" a přidělila řešiteli pro budování excelentního vědeckého týmu a pořízení unikátního experimentálního vybavení s cílem rozvoje navržené oblasti bádání částku 1,7 milionu eur, což je cca 45 milionů korun, a to na období pěti let.

Kombinace materiálů, která povede ke zcela novému typu velmi účinného solárního článku

Dr. Macák svůj unikátní výzkum vysvětluje: "Hodlám se zabývat se svým týmem studiem takových materiálů, jejichž kombinace, pokud provedena správně, může vést ke zcela novému typu velmi účinného solárního článku. Díky možnosti pořídit z projektu také, na české poměry, unikátní zařízení pro depozici atomárních vrstev, hodlám se v prvé řadě zabývat úpravou povrchů nanotrubic oxidu titaničitého, které jsou z hlediska různých aplikací skvělým materiálem s mimořádným potenciálem. Dalšími studovanými materiály budou vhodné anorganické a organické chromofory, založené na bázi tenkých vrstev, intenzivně pohlcujících sluneční záření, které budou vhodně kombinovány právě s nanotrubicemi. Díky specifickým vlastnostem modifikovaných trubic v nich bude efektivně zajištěn proces konverze světla na elektrickou energii."
A o možnostech výsledků projektu dodává: "Očekávám i mimořádné výsledky našeho bádání. Byť se jedná o projekt spíše základního výzkumu, předpokládám, kromě řady publikací v prestižních vědeckých časopisech a prezentací na mezinárodních vědeckých konferencích, i možnost komerčního využití výstupů projektu, například ve fotovoltaickém průmyslu, biotechnologiích či medicíně."

Nový výzkumný tým Jana Macáka nalezne vhodné zázemí v nově budovaném Centru materiálů a nanotechnologií Fakulty chemicko-technologické, které právě vzniká rekonstrukcí dvorního traktu v areálu Univerzity Pardubice v centru města na náměstí Čs. legií, kde chemicko-technologické obory pardubické vysoké školy od 50. let minulého století měly své původní zázemí.

Od roku 2007 takto ERC hodnotila ve všech pěti vyhlášených kategoriích na 50 tisíc projektových návrhů, z nichž vybrala pro financování cca desetinu.

Úspěšnost projektových návrhů v kategorii tzv. "Starting grants" (startovací granty pro mladé vědce), jichž je každoročně předkládáno na 3 až 4 tisíce a v níž Jan Macák z Univerzity Pardubice jako jediný z České republiky letos uspěl, je obvykle necelých 10 %. Od roku 2007 bylo k financování přijato zatím pouze 11 ERC projektů podaných vědci pracujícími na pěti výzkumných institucích v České republice. Univerzita Pardubice se tak díky projektu Dr. Macáka stala onou pátou institucí a třetí veřejnou vysokou školou hostící tento typ prestižních projektů.

Bližší informace a kontakt:
Dr. Ing. Jan Macák, řešitel projektu, Centrum materiálů a nanotechnologií, Fakulta chemicko-technologická Univerzity Pardubice