HCMUT – Nghiên cứu tổng hợp vật liệu cacbon aerogel từ vỏ quả dừa nước ứng dụng trong lưu trữ năng lượng và cảm biến điện hóa

1.

Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu cacbon aerogel từ vỏ quả dừa nước ứng dụng trong lưu trữ năng lượng và cảm biến điện hóa.
2. Mã số B2023-20-22
3. Chủ nhiệm đề tài:

TS. Phạm Trọng Liêm Châu

Nhóm nghiên cứu gồm: 2PGS.TS, 4TS, 2ThS và 1CN.

4. Đơn vị: Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM
5. Lĩnh vực: Hóa học và Công nghệ Hóa học
6. Loại hình : Nghiên cứu cơ bản
7. Thời gian thực hiện:

24 tháng (2023-2025), gia hạn đến 2025

8. Kinh phí nghiên cứu: 650 triệu đồng
9 Thời gian nghiệm thu Ngày 11 tháng 11 năm 2025, Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM
10 Chủ tịch Hội đồng và quyết định thành lập HĐ Quyết định 1757/QĐ-ĐHQG ngày 28/09/2025 của Giám đốc ĐHQG-HCM bao gồm các thành viên cụ thể như sau:
1) Chủ tịch Hội đồng: PGS. TS. Huỳnh Kỳ Phương Hạ
2) Ủy viên Phản biện: PGS. TS. Nguyễn Thị Phương Phong
3) Ủy viên Phản biện: PGS. TS. Trần Ngọc Quyển
4) Ủy viên Hội đồng: PGS.TS. Trần Hoàng Phương
5) Ủy viên Hội đồng: PGS.TS. Nguyễn Quốc Thắng
6) Ủy viên Hội đồng: PGS. TS. Huỳnh Thanh Công, Ban Khoa học và Công nghệ, ĐHQG-HCM
7) Ủy viên Thư ký: PGS. TS. Phạm Tấn Thi, Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM
11. Nội dung thực hiện 

– Nội dung 1: Quy trình tổng hợp vật liệu NCA.

. Kết quả:

  • Quy trình tổng hợp vật liệu NCellA với thông số đầy đủ qua từng giai đoạn.

5 gam vật liệu NCellA có tỉ lệ cellulose:chitosan phù hợp.

Khối lượng riêng: 0,01 – 1 g/cm3;

Độ xốp khoảng: 90 – 99 %;

Diện tích bề mặt riêng: 50 – 150 m2/g;

Kích thước lỗ xốp: 2 nm – 10 µm.

Module Young: nhỏ hơn 10 Mpa

  • Quy trình tổng hợp vật liệu NCA với thông số đầy đủ qua từng giai đoạn.

5 gam vật liệu NCA

Khối lượng riêng: 0,01 – 1 g/cm3;

Độ xốp khoảng: 90 – 99 %;

Diện tích bề mặt riêng: 100 – 500 m2/g;

Kích thước lỗ xốp: 0.5 – 50 nm.

– Nội dung 2: Khảo sát điều kiện tổng hợp đến đặc trưng NCellA và NCA.

. Kết quả: 5 gam vật liệu NCA ở các điều kiện

Khối lượng riêng: 0,01 – 1 g/cm3;

Độ xốp khoảng: 90 – 99 %;

Diện tích bề mặt riêng: 100 – 500 m2/g;

Kích thước lỗ xốp: 0.5 – 50 nm.

Các kết quả đặc trưng của NCellA, NCA: SEM, EDX, XRD, Raman, FTIR.

– Nội dung 3: Khảo sát điều kiện tổng hợp và điều kiện điện hóa đến khả năng lưu trữ năng lượng của hệ siêu tụ làm từ NCA.

. Kết quả: 5 gam vật liệu NCA ở các điều kiện

Khối lượng riêng: 0,01 – 1 g/cm3;

Độ xốp khoảng: 90 – 99 %;

Diện tích bề mặt riêng: 100 – 500 m2/g;

Kích thước lỗ xốp: 0.5 – 50 nm.

Điện dung của tụ điện: 60 – 200 F/g;

Điện dung riêng duy trì hơơn 70 % sau 1000 chu kỳ nạp xả.

– Nội dung 4: Khảo sát điều kiện tổng hợp và yếu tố điện hóa đến giới hạn phát hiện, tính chọn lọc, và độ nhạy của điện cực từ vật liệu NCA đối với vitamin C và glucose.

. Kết quả:

5 gam vật liệu NCA

Khối lượng riêng: 0,01 – 0,10 g/cm3;

Độ xốp khoảng: 90 – 99 %;

Diện tích bề mặt riêng: 100 – 500 m2/g;

Kích thước lỗ xốp: 0.5 – 50 nm.

Ngưỡng phát hiện với glucose từ 0.2 – 1 µM

12. Kết quả

* Sản phẩm mềm:

  • Báo cáo nghiệm thu.
  • Quy trình chế tạo vật liệu cacbon aerogel thay thế vật liệu điện cực cacbon có tính chất điện hóa thích hợp làm siêu tụ điện.

* Sản phẩm cứng:

5 gam cacbon aerogel được tổng hợp từ vỏ dừa nước.

* Sản phẩm đào tạo và khoa học:

. 03 bài báo Q2  trên các tạp chí Journal of non – Crystalline Solids và Biomass Conversion and Biorefinery.

. Đào tạo: 02 thạc sỹ

   + Học viên Phan Minh Tú, được đào tạo tại trường Đại học Bách khoa, do GS. TS. Nguyễn Hữu Hiếu hướng dẫn, đã bảo vệ luận văn tốt nghiệp ngày

   + Học viên Nguyễn Thế Anh, được đào tạo tại trường Đại học Bách khoa, do GS. TS. Nguyễn Hữu Hiếu hướng dẫn, đã bảo vệ luận văn tốt nghiệp ngày 06/02/2025

13. Hình ảnh giới thiệu kết quả

cacbon aerogel


Thiết bị đo điện hóa


Hình ảnh thành viên nhóm thực hiện tổng hợp aerogel với thiết bị sấy thăng hoa

14. Thông tin liên hệ CNĐT

Email: liemchau.phamtrong@hcmut.edu.vn

15. Liên hệ ĐHQG-HCM Ban Khoa học và Công nghệ (Phòng 309, NĐH) và Trang điện tử thông tin về hoạt động KH&CN (https://research.vnuhcm.edu.vn/)

 

Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM

Lên đầu trang