Propozycje tematów prac magisterskich na rok akademicki 2023/2024 dla Międzywydziałowego kierunku Inżynieria Biomedyczna przewidzianych do realizacji na Wydziale Chemicznym PG

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Badanie i analiza materiału elektrodowego magazynów elektryczności do zasilania urządzeń biomedycznych

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Research and analysis of electrode material for the energy storage devices to power biomedical devices

Opiekun pracy

Prof. dr hab. Anna Lisowska-Oleksiak

Konsultant pracy

Cel pracy

Celem pracy jest uzyskanie i zbadanie właściwości materiału o wysokiej pojemności ładunku do zastosowań w zasilaniu urządzeń biomedycznych. Dyplomant opanuje techniki wytwarzania materiałów elektrodowych do zasilania biomedycznych urządzeń, opanuje metody wyznaczania parametrów elektrycznych materiału syntezowanego i urządzenia do zasilania wybranego urządzenia biomedycznego.

Zadania do wykonania
  1. Analiza stanu wiedzy.
  2. Synteza metodą hydrotermalną kompozytu zawierającego węgiel sp2 z procesu przetwarzania biomasy dostępnej w regionie.
  3. Opracowanie metody otrzymywania warstw – optymalizacja procesu.
  4. Testy elektrochemiczne dla materiałów uzyskanych w różnych warunkach procesu hydrotermalnego.
  5. Budowa giętkiej baterii z komercyjną katodą do wybranego nasobnego urządzenia biomedycznego.
  6. Sformułowanie wniosków końcowych.

Źródła
  1. A. Czerwiński, Akumulatory, Baterie, Ogniwa, WKŁ 2012.
  2. Handbook on Electrochemical Energy, C. Breitcopf, K. Swider-Lyons ed. Springer
  3. C.A. Vincent, B. Scrosati, Modern Batteries, ed. Elsevier 1998.
  4. https://www.med-technews.com/features/can-flexible-batteries-revolutionise-power-in-medical-device/ (dostęp 04.2022)
  5. W. Sun et al. Carbon 103 (2016) 181e19
  6. S. Saini, P. Chand, A. Joshi, Journal of Energy Storage 39 (2021) 102646

 

1

Uwagi

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Synteza i badania nieorganicznego materiału elektrodowego dla skonstruowanej baterii litowo-jonowej do przenośnych pomp insulinowych

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Synthesis and studies of inorganic electrode material followed by construction of lithium-ion battery for portable insulin pumps

Opiekun pracy

dr hab. inż. Andrzej Nowak, prof. uczelni

Konsultant pracy

Cel pracy

Celem pracy jest otrzymanie i charakterystyka nieorganicznego materiału elektrodowego do baterii litowo-jonowej (LIB). Planowana jest synteza związku, w skład którego będzie wchodził pierwiastek z grupy 14 układu okresowego (węglowce). Tak otrzymany materiał będzie pełnił rolę anody w LIB dla przenośnych pomp insulinowych. Testy elektrochemiczne poprzedzone zostaną badaniami materiału z wykorzystaniem technik fizyki ciała stałego. Materiał elektrodowy zostanie przygotowany w formie warstwy o zmieniających się proporcjach wagowych między materiałem aktywnym, dodatkiem przewodzącym oraz lepiszczem.

Analiza uzyskanych wyników elektrochemicznych pozwoli wytypować materiał o najlepszych parametrach elektrochemicznych w odniesieniu do pojemności właściwej, liczby cykli, stosowanej gęstości prądowej oraz przedziału okna elektrochemicznego.

Zadania do wykonania
  1. Analiza stanu wiedzy.
  2.  
  3. Synteza nowego materiału elektrodowego do baterii litowo-jonowych.
  4. Charakterystyka otrzymanego materiału z wykorzystaniem technik fizyki ciała stałego.
  5. Przygotowanie materiału elektrodowego na bazie zsyntezowanego materiału.
  6. Konstrukcja naczynka pracującego jako półogniwo.
  7. Testy elektrochemiczne otrzymanego materiału elektrodowego w warunkach bezwodnych i beztlenowych.
  8. Interpretacja oraz omówienie uzyskanych wyników.
  9. Sformułowanie wniosków końcowych.

Źródła
  1. T. Murata et al. Safety of the batteries and power units used in insulin pumps: A pilot cross‐sectional study by the Association for the Study of Innovative Diabetes Treatment in Japan, J Diabetes Investig., 9 (2018) 903–907.
  2. A.P. Nowak et al. Tin Oxide Encapsulated into Pyrolyzed Chitosan as a Negative Electrode for Lithium Ion Batteries, Materials, 14 (2021) 1156.
  3. A. Czerwiński, Akumulatory, baterie, ogniwa, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności WKŁ, 1998.
  4. M. Wakihara, O. Yamamoto, Lithium Ion Batteries Fundamentals and Performance, WILEY-VCH, 1998
  5. G. Postoia, Lithium Batteries. New Materials, Developments and Perspectives, Elsevier, 1994

Liczba wykonawców

2

Podział zadań:

Dyplomant 1: pkt. 1, 2, 6, 7.

Dyplomant 2: pkt. 3, 4, 5, 6, 7.

Uwagi

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Analiza możliwości zastosowania wybranych jonoforów i wymieniaczy jonowych w elektrodach typu solid contact do oznaczania aktywności biologicznie istotnych jonów azotanowych(V)w roztworach wodnych

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Analysis of usability of selected ionophores and ion exchangers in membrane ion selective electrodes of solid contact type for determination of  bioimportant nitrates  activity in aqueous solutions

Opiekun pracy

dr inż. Radosław Pomećko

Konsultant pracy

Cel pracy

Wyznaczenie parametrów mierniczych membranowych elektrod jonoselektywnych - EJS zawierających wybrane jonofory i sprawdzenie możliwości selektywnego oznaczania jonów NO­3- w roztworach wodnych.

Zadania do wykonania
  1. Przegląd literatury dotyczącej budowy i działania elektrod jonoselektywnych oraz składu jonowego wybranych płynów fizjologicznych.
  2. Zaprojektowanie składu membran jonoselektywnych.
  3. Zaprojektowanie i wykonanie roztworów kondycjonujących i kalibracyjnych.
  4. Wyznaczenie parametrów mierniczych czujników (czułość, zakres liniowy pracy, współczynniki selektywności).
  5. Zastosowanie czujników do pomiaru aktywności jonów w próbkach.
  6. Sformułowanie wniosków końcowych.

Źródła
  1. T. Forrest, E. Zdrachek, E. Bakker, Electroanalysis, 32 (2020) 799.
  2. H. Ryu, D. Thompson, Y. Huang, B. Li, Y. Lei, Sensors and Actuators Reports, 2 (2020) 100022.
  3. K. Sadowska, D. G. Pijanowska, R. Pomećko, M. Bocheńska, Sensors, 20 (2020) 2817.
  4. M. Urbanowicz, A. Jasiński, M. Jasińska, K. Drudis, A. Szarmach, R. Suchodolski, R. Pomećko, M. Bocheńska, Electroanalysis, 29 (2017) 2232.
  5. K. M. Mikhelson, Ion selective electrodes, Springer, Heidelberg, 2013.
  6. E. Bakker, P. Buhlmann, E. Pretsch, Electroanalysis, 11 (1999) 915.

Liczba wykonawców

1

Uwagi

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. pol.)

Badania i analiza materiałów elektrodowych na bazie grafityzowanego węglika azotu (g-C3N4) oraz polimerów przewodzących do superkondensatora

Temat pracy dyplomowej
magisterskiej (jęz. ang.)

Research and analysis of electrode materials based on graphitized nitrogen carbide (g-C3N4) and conductive polymers for the supercapacitor

Opiekun pracy

dr inż. Mariusz Szkoda

Konsultant pracy

dr inż. Konrad Trzciński

Cel pracy

Głównym celem pracy jest synteza węglika azotu (g-C3N4) i jego modyfikacja polimerami przewodzącymi w celu otrzymania materiału elektrodowego, do zastosowań biomedycznych, o wysokiej pojemności elektrochemicznej.

Zadania do wykonania
  1. Przegląd literaturowy.
  2.  Przeprowadzenie syntezy g-C3N4 metodą hydrotermalną.
  3. Modyfikacja elektrochemiczna bądź chemiczna materiału g-C3N4 polimerami przewodzącymi.
  4. Charakterystyka otrzymanych materiałów elektrodowych metodami fizyki ciała stałego.
  5. Zbudowanie prototypu superkondensatora oraz wyznaczenie jego parametrów pracy (pojemności, mocy, energii).
  6. Analiza wyników oraz przygotowanie pracy.
  7. Sformułowanie wniosków końcowych.

Źródła
  1. M. Sawangphruk, T. Kaewsongpol, Mater. Lett., 87 (2012) 142-145.
  2. X. Chen, X. Zhu, Y. Xiao, X. Yang, J. Electroanal. Chem., 743 (2015)  99-104.
  3. L. Ge, C. Han, J. Liu, J. Mater. Chem., 22 (2012) 11843-11850.
  4. Y. Li, X. Zhao, Q. Xu, Q. Zhang, D. Chen, Langmuir, 27 (2011) 6458-6463.
  5. M. Taha, L. Ghanem, M. Hamza, N. Allam, ACS Appl. Energy Mater, 4 (2021) 10344-10355.

L. Bai i in., ACS Appl. Energy Mater, 64 (2022) 214-235.

Liczba wykonawców

1

Uwagi