Témy dizertačných prác 2024/2025

Fluoridy pre moderné aplikácie

Školiteľ: doc. Ing. Miroslav Boča, DrSc. e-mail: miroslav.boca@savba.sk
Študijný program: anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• Predmetom práce bude štúdium ternárnych anorganických fluoridov pre moderné aplikácie (napr. senzory, lasery, batérie). čítať ďalej → Obsahom štúdia bude vývoj syntetických metód, následná spektrálna, termochemická prípadne štruktúrna charakterizácia a identifikácia aplikačne zaujímavých systémov.
  Kľúčové slová: ternárne fluoridy, spektrálna charakterizácia, modifikačné premeny ← skryť

Odolnosť inovatívnych materiálov proti korózii v energetických aplikáciách: Analýza interakcií v roztavených soliach

Školiteľ: doc. Ing. Miroslav Boča, DrSc. e-mail: miroslav.boca@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• Predmetom práce bude štúdium želaných a neželaných interakcií rôznych konštrukčných materiálov v prostredí roztavených solí. čítať ďalej → Tieto konštrukčné materiály sa používajú v rôznych energetických aplikáciách od akumulácie slnečnej energie, cez pokročilé jadrové reaktory až po batérie. Cieľom práce bude identifikovať faktory, ktoré ovplyvňujú interakcie materiálov a tavenín (či už pozitívne alebo negatívne) a následne navrhnúť úpravu experimentálnych podmienok tak, aby tieto interakcie mohli byť cielene riadené.

  Kľúčové slová: korózia, roztavené soli, konštrukčné materiály, zliatiny, interakcie, energetické aplikácie ← skryť

Dizajn, syntéza a funkcionalizácia core-shell-corona nanočastíc ako templátov hybridných materiálov

Školiteľ: Mgr. Peter Boháč, PhD. e-mail: peter.bohac@savba.sk
Konzultant: prof. RNDr. Juraj Bujdák, DrSc. e-mail: juraj.bujdak@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• Core-shell nanočastice sú typom dvojfázových materiálov, ktoré majú vnútornú štruktúru jadra a vonkajší obal. Tieto nanočastice sú zaujímavé, pretože môžu vykazovať jedinečné vlastnosti vyplývajúce z kombinácie materiálu jadra a obalu, geometrie a dizajnu. čítať ďalej → Práca bude zameraná na dizajn, hydrotermálnu syntézu a charakterizáciu core-shell-corona nanočastíc pozostávajúcich z jadra na báze SiO2 a obalu na báze vrstevnatých kremičitanov. Následne budú pripravené nanočastice funkcionalizované predovšetkým so zreteľom na javy ako adsorpcia, adsorpciou indukovaná emisia, a fotosenzibilizácia singletového kyslíka ako aj ich kombinácie.

  Kľúčové slová: Core-shell-corona nanočastice, hydrotermálna syntéza, fotoaktivita, vrstevnaté kremičitany ← skryť

Príprava a charakterizácia hybridných materiálov vrstevnatých nosičov s organickými luminofórmi

Školiteľ: prof. RNDr. Juraj Bujdák, DrSc. e-mail: juraj.bujdak@savba.sk
Študijný program: Fyzikálna chémia

• Témou práce bude syntéza a charakterizácia hybridných materiálov zložených z organických luminofórov a vrstevnatých silikátov. Budú testované rôzne spôsoby adsorpcie molekúl vrátane elektrostatických väzieb a chemisorpcie. čítať ďalej → Práca bude zameraná na dizajn, hydrotermálnu syntézu a charakterizáciu core-shell-corona nanočastíc pozostávajúcich z jadra na báze SiO2 a obalu na báze vrstevnatých kremičitanov. Následne budú pripravené nanočastice funkcionalizované predovšetkým so zreteľom na javy ako adsorpcia, adsorpciou indukovaná emisia, a fotosenzibilizácia singletového kyslíka ako aj ich kombinácie.

  Kľúčové slová: Fluorescencia, organické farbivá, vrstevnaté nanočastice ← skryť

Vývoj pokročilých relativistických metód určených na predpovedanie spektroskopických parametrov

Školiteľ: Mgr. Stanislav Komorovský, PhD. e-mail: stanislav.komorovsky@savba.sk
Študijný program: Teoretická a počítačová chémia

• V poslednej dobe naberá na dôležitosti výskum na systémoch obsahujúcich ťažké prvky, ako napríklad pri vývoji nových materiálov pre dátové pamäte, pre diódy emitujúce svetlo, alebo pri vývoji nových protirakovinových liekov. čítať ďalej → Hlavným cieľom dizertačnej práce je vývoj relativistických metód pre výpočet spektroskopických parametrov (NMR, EPR, XRay, MCD, …), nasledovaný ich efektívnou implementáciou do programu ReSpect, ktorý je voľne dostupný vedeckej komunite na stránke respectprogram.org.

  Kľúčové slová: kvantová chémia, NMR, EPR, relativistická teória, numerické metódy, výpočtová veda ← skryť

Vývoj pokročilých relativistických metód určených na predpovedanie röntgenových spektier

Školiteľ: Mgr. Stanislav Komorovský, PhD. e-mail: stanislav.komorovsky@savba.sk
Študijný program: Teoretická a počítačová chémia

• Nedávne experimentálne pokroky vo veľkých synchrotrónových zariadeniach štvrtej generácie, ako aj v stolových zdrojoch, viedli k širokému osvojeniu si röntgenových spektroskopií s aplikáciami v medicíne, anorganickej chémii, spracovaní jadrového odpadu a ďalších. čítať ďalej → Hlavným cieľom dizertačnej práce je vývoj relativistickej teórie pre výpočet röntgenových spektier, nasledovaný ich efektívnou implementáciou do programu ReSpect, ktorý je voľne dostupný vedeckej komunite na stránke respectprogram.org.

  Kľúčové slová: kvantová chémia, röntgenová spektroskopia, relativistická teória, numerické metódy, výpočtová veda ← skryť

Chémia a elektrochémia roztavených fluoridov prvkov vzácnych zemín: recyklácia a regenerácia

Školiteľ: Ing. Michal Korenko, PhD. e-mail: uachmiko@savba.sk
Študijný program: Fyzikálna chémia, anorganická technológia a materiály

• Ako bude postupne EÚ smerovať k čoraz udržateľnejším technológiám, dopyt po materiáloch, ako sú napr. prvky vzácnych zemín pravdepodobne exponenciálne porastie. K týmto materiálom zatiaľ neexistujú žiadne alternatívy, a preto je EÚ vysoko závislá od dovozu prvkov vzácnych zemín. čítať ďalej → Jedným zo spôsobov ako sa tieto kritické kovy vyrábajú (resp. môžu recyklovať) je vysokoteplotná elektrolýza v roztavených soliach. Predložený projekt PHD sa zaoberá komplexnou fyzikálno-chemickou (fázové rovnováhy, hustota, viskozita, povrchové vlastnosti, elektrická vodivosť) a elektrochemickou (termodynamické, kinetické a difúzne parametre relevantných redoxných párov) analýzou roztavených fluoridových elektrolytických systémov s prvkami kovov vzácnych zemín.

  Kľúčové slová: prvky vzácnych zemín, chémia roztavených solí, elektrometalurgia, recyklácia, vysokoteplotná fyzikálna chémia ← skryť

Žiadúce interakcie roztavených fluoridov na báze kritických prvkov

Školiteľ: Ing. Blanka Kubíková, PhD. e-mail: blanka.kubikova@savba.sk
Školiteľ: doc. Ing. Miroslav Boča, DrSc. e-mail: miroslav.boca@savba.sk
Študijný program: Fyzikálna chémia, anorganická technológia a materiály

• Predmetom práce bude štúdium a charakterizácia roztavených fluoridov s obsahom kritických prvkov prostredníctvom fyzikálnochemickej a termochemickej analýzy, čítať ďalej → a následnej spektrálnej a difrakčnej analýzy čistých látok, roztavených zmesí, príp. zatuhnutých zmesí po experimentoch.

  Kľúčové slová: fluoridové taveniny, kritické prvky, fyzikálno-chemické vlastnosti, spektrálna a difrakčná analýza ← skryť

Interpretácia NMR spin-spinových väzieb v komplexoch prechodných kovov

Školiteľ: Dr. Vladimír Malkin, DrSc. e-mail: uachmalk@savba.sk
Školiteľ: Dr. Oľga Malkin, DrSc. e-mail: uacholga@savba.sk
Študijný program: Teoretická a počítačová chémia

• Komplexy prechodných kovov hrajú dôležitú úlohu v mnohých oblastiach chémie. Je známe, že znamienko a veľkosť konštánt spin-spin interakcií v týchto komplexoch sa značne líši v závislosti od kovu. čítať ďalej → Napriek množstvu experimentálnych a teoretických údajov k tejto téme však zatiaľ nebolo navrhnuté žiadne uspokojivé vysvetlenie.

  Kľúčové slová: NMR, DFT, relativistická kvantová chémia, komplexy prechodných kovov ← skryť

Interpretácia NMR spin-spinových väzieb v komplexoch prechodných kovov

Školiteľ: Dr. Oľga Malkina, DrSc. e-mail: uacholga@savba.sk
Školiteľ: Mgr. Stanislav Komorovský, PhD. e-mail: stanislav.komorovsky@savba.sk
Študijný program: Teoretická a počítačová chémia

• V súčasnosti sa kvantovo-chemické programy stali nepostrádateľnými nástrojmi v rôznych oblastiach chémie. Rôzne možnosti analýzy získaných výsledkov čítať ďalej → a vysvetlenia pozorovaných trendov ich robia obzvlášť atraktívnymi pre chemikov. Vývoj interpretačných nástrojov na relativistickej úrovni nevyhnutných na spracovanie zlúčenín ťažkých prvkov však zostáva náročnou témou.

  Kľúčové slová: NMR, EPR, relativistická kvantová chémia ← skryť

Kompozitné materiály na báze vrstevnatých hydrosilikátov a katiónových polymérov

Školiteľ: Ing. Helena Pálková, PhD. e-mail: helena.palkova@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• Práca sa bude venovať optimalizácii procesu kompozitných materiálov na báze vrstevnatých aluminosilikátov a rôznych typov polykatiónov, aby pripravený materiál nadobúdal nové funkčné vlastnosti, napríklad antibakteriálne a pod. čítať ďalej → Budú sa detailne študovať vzájomné interakcie medzi anorganicko-organickými zložkami ako aj vplyv zvolených podmienok na výsledné vlastnosti kompozitných materiálov.

  Kľúčové slová: vrstevnatý aluminosilikát, katiónový polymér, modifikácia povrchu a ← skryť

Fluoridové taveninové systémy s potenciálom využitia v elektrochemickej výrobe hliníka

Školiteľ: Ing. František Šimko, PhD. e-mail: frantisek.simko@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• Práca je zameraná na fázovú a štruktúrnu analýzu systémov MF−AlF3 (M = Na, K a Rb) s prídavkom Al2O3. Ide o tzv. nízko teplotné elektrolyty, čítať ďalej → ktorých význam vzrástol s vývojom tzv. „inertných“ elektród, aplikovateľných do procesu výroby hliníka. Cieľom projektu bude definovať fázové zloženie systémov a identifikovať jednotlivé zložky.

  Kľúčové slová: roztavené soli, elektrolýza hliníka, kryolit, oxofluórohlinitany ← skryť

Rozhranie fluoridova tavenina/tuhá fáza: reakcie a štruktúra (oxo)-(fluoro)-hlinitanov pre elektronické aplikácie

Školiteľ: Ing. František Šimko, PhD. e-mail: frantisek.simko@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• Téma je zameraná na štruktúrnu charakteristiku hlinitanov a oxofluórohlinitanov alkalických kovov, čítať ďalej → ktoré môžu byť vďaka svojej vysokej elektrickej vodivosti priemyselné využité ako tuhé elektrolyty pre výrobu kovov.

  Kľúčové slová: roztavené soli, tuhé elektrolyty, rýchle iónové vodiče, oxofluórohlinitany ← skryť

Štúdium vlastností pokročilých anorganických vrstevnatých materiálov modelovým prístupom

Školiteľ: Ing. Eva Scholtzová, CSc. e-mail: eva.scholtzova@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia, fyzikálna chémia teoretická a počítačová chémia

• Využitím teoretických výpočtových metód (napr. DFT) sa budú študovať vlastnosti pokročilých materiálov na báze vrstevnatých anorganických štruktúr (ílové minerály, grafén, a pod.). čítať ďalej → Získajú sa nové informácie o ich stabilite a možnostiach využitia pri príprave sofistikovaných materiálov s predikovanými technologickými vlastnosťami použiteľnými v zelených technologických procesoch.

  Kľúčové slová: pokročilé anorganické materiály, vrstevnaté štruktúry, DFT, modelovanie ← skryť

Nové entropiou stabilizované perovskity pre udržateľnú energetiku

Školiteľ: Ing. Peter Tatarko, PhD., e-mail: peter.tatarko@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia

• Práca bude zameraná na návrh a prípravu nových vysoko-entropických perovskitov s vysokou elektrickou vodivosťou a Seebeckovým koeficientom, ale nízkou tepelnou vodivosťou. čítať ďalej → Nové štruktúry, ktoré budú obsahovať najmenej 4 katióny v miestach A alebo B perovskitovej štruktúry ABO3, budú najskôr teoreticky vypočítané a potom experimentálne pripravené. Cieľom bude vytvoriť nové poznatky a pochopiť vplyv multi-prvkového dopovania perovskitových štruktúr na ich termoelektrické vlastnosti. Práca prispeje k zlepšeniu účinnosti termoelektrických generátorov pri premieňaní energie, a tým k pokračujúcemu úsiliu o dosiahnutie klimaticky neutrálnej Európy.
  Kľúčové slová: vysokoentropické materiály, perovskitové štruktúry, termoelektrické vlastnosti, syntéza a ← skryť

Pórovité keramické anódy na báze SiOC pre sodíkové batérie

Školiteľ: doc. Ing. Zoltán Lenčéš, PhD., e-mail: zoltan.lences@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia

• Vývoj nových keramických anód na báze SiOC/C s kontrolovanou pórovitosťou, ktoré budú slúžiť ako matrica na nanášanie sodíka. SiOC/C anódy budú pripravené z polymérnych prekurzorov ich zosieťovaním, pyrolýzou a spekaním. čítať ďalej → Keramické anódy budú mať hirearchiálnu pórovitosť s definovaným tvarom, veľkosťou a distribúciou pórov. Pórovitá keramická matrica umožní efektívnu depozíciu Na a účinné spojenie anódy s elektrolytom.
  Kľúčové slová: sodíkové batérie, pórovitá keramika, pyrolýza, vodivosť ← skryť

Využitie hlboko eutektických rozpúšťadiel na elektrochemickú a bezprúdovú depozíciu Ni, Co, Mo, Fe – obsahujúcich povlakov s vysokou elektrokatalytickou aktivitou pre vývoj vodíka (HER) a deštrukciu organických látok z odpadových vôd

Školiteľ: Ing. Miroslav Hnatko, PhD. e-mail: miroslav.hnatko@savba.sk
Školiteľ: doc. Mgr. Anna Kityk, PhD. e-mail: anna.kytik@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• Lacné a ekologické hlboko eutektické rozpúšťadlá budú slúžiť ako médium pre elektrochemickú depozíciu a bezprúdovú depozíciu povlakov obsahujúcich Ni, Co, Mo, Fe s vysokou elektrokatalytickou aktivitou pre reakciu vývoja vodíka (HER) a deštrukciu organického odpadu. čítať ďalej → Budú testované rôzne typy DES a pre každý katalyzátor sa starostlivo vyhodnotí optimálne chemické zloženie DES a podmienky nanášania, ako je teplota, prúdová hustota a čas. Proces nanášania sa bude vykonávať s použitím rôznych kovových a uhlíkových substrátov vo forme monolitov a pien. Pre všetky získané katalyzátory sa vyhodnotí chemické zloženie, morfológia a katalytická aktivita. Bude podrobne charakterizovaná špecifickosť HER na získaných elektródových materiáloch. Popísané budú kinetické parametre a mechanizmus elektrochemickej deštrukcie niektorých vybraných organických polutantov.
  Kľúčové slová: hlboké eutektické rozpúšťadlá, elektrolytické nanášanie, elektrokatalyzátory, vodík, elektrochemické spracovanie odpadu ← skryť

Chemická a elektrochemická extrakcia strategicky dôležitých prvkov z použitých Li-ion batérií v hlboko eutektických rozpúšťadlách

Školiteľ: Ing. Miroslav Hnatko, PhD. e-mail: miroslav.hnatko@savba.sk
Školiteľ: doc. Mgr. Anna Kityk, PhD. e-mail: anna.kytik@savba.sk
Študijný program: Anorganická chémia, anorganická technológia a materiály

• V navrhovanej výskumnej práci bude použitý nový typ iónových kvapalín, hlboké eutektické rozpúšťadlá (DES), na elektrochemickú a chemickú extrakciu strategicky dôležitých prvkov (hlavne Ni, Co, Li) z použitých lítium-iónových batérií. čítať ďalej → Bude preskúmaných niekoľko typov DES z hľadiska efektívnej a zdrojovo šetrnej recyklácie uvedených prvkov. Budú testované chemické a elektrochemické metódy. Budú podrobne opísané mechanizmy a kinetické zvláštnosti pre každý recyklovaný prvok. Navrhne sa optimálne chemické zloženie DES a podmienky pre chemickú a elektrochemickú extrakciu. Bude vyhodnotená a porovnaná účinnosť oboch navrhovaných metód. Bude sformulovaná stratégia „zelenej“ a efektívnej recyklácie prvkov z opotrebovaných lítium-iónových batérií s použitím DES.
  Kľúčové slová: hlboko eutektické rozpúšťadlá, chemické a elektrochemické rozpúšťanie, elektrolytické nanášanie, recyklácia, Li-ion batérie ← skryť

Sledovanie kinetiky rozpúšťania oxidu hlinitého v priemyselnom kryolitovom elektrolyte

Školiteľ: Ing. František Šimko, PhD. e-mail: frantisek.simko@savba.sk
Študijný program: Anorganická technológia a materiály

• Cieľ práce je zameraný na výskum procesu rozpúšťania oxidu hlinitého v roztavenom kryolitovom elektrolyte. Vďaka lepšiemu pochopeniu dynamiky rozpúšťania a vlastností oxidu hlinitého, čítať ďalej → čo vedie k stabilnému a rýchlemu rozpúšťaniu oxidu, by malo byť možné optimalizovať priemyselný proces výroby hliníka. Výsledky sú dôležité ako pre samotnú elektrolýzu, v rámci vývoja kvality surovín a dodávok, tak aj pre zlepšenie vnútorných manipulačných systémov samotného procesu výroby. Projekt súvisí s priemyselnou, medzinárodnou spoluprácou s konzorciom popredných výrobcov hliníka v EU (Hydro AS, RT Pechiney).

  Kľúčové slová: roztavené soli, elektrolýza hliníka, kryolit, oxid hlinitý ← skryť