ΠΡΟΣΩΠΙΚΟ
ΚΑΘ. ΣΥΜΕΩΝ ΜΠΕΜΠΕΛΗΣ 2610969511 simeon@chemeng.upatras.gr
ΥΠ. ΔΙΔ. ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ ΣΑΦΑΚΑΣ 2610969512 asafakas@chemeng.upatras.gr
Ιστοσελίδα Εργαστηρίου (ή Ερευνητικής Ομάδας):  
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Η ερευνητική ομάδα μας δραστηριοποιείται τα τελευταία χρόνια στις ακόλουθες ερευνητικές περιοχές, σε κάποιες από αυτές σε άμεση συνεργασία με άλλες ερευνητικές ομάδες:

1. Στοιχεία καυσίμου με στερεό ηλεκτρολύτη (SOFC)

Η ερευνητική μας δραστηριότητα στη περιοχή των SOFC σχετίζεται με την ανάπτυξη και το χαρακτηρισμό, με χρήση μεγάλου αριθμού ηλεκτροχημικών και καταλυτικών μεθόδων, νέων  ηλεκτροδίων-καταλυτών και ηλεκτρολυτών, κατάλληλων για SOFC ενδιάμεσης θερμοκρασίας λειτουργίας (600 - 800 oC), καθώς και με τη μελέτη  των παραγόντων που οδηγούν σε σταδιακή υποβάθμιση της λειτουργίας των SOFC. Εστίαση γίνεται:
(α) Στην ανάπτυξη και χαρακτηρισμό περοβσκιτικών καθόδων με μικτή αγωγιμότητα και υψηλή δραστικότητα για αναγωγή οξυγόνου, κυρίως περοβσκιτικών καθόδων La-Sr-Co-Fe.
(β) Στην ανάπτυξη και χαρακτηρισμό κεραμομεταλλικών ή/και κεραμικών ανόδων για SOFCs τροφοδοτούμενα με ανθρακούχα καύσιμα και λειτουργία υπό συνθήκες εσωτερικής αναμόρφωσης ή χημικής συμπαραγωγής.
(γ) Στην ανάπτυξη και χαρακτηρισμό SOFCs βασισμένων σε υποκατεστημένα πυριτικά οξείδια δομής απατίτη (apatite-type lanthanum silicate based SOFCs)

2. Μη-συμβατικά στοιχεία καυσίμου

Συνεργαζόμαστε με την ερευνητική ομάδα του Καθηγητή Γ. Λυμπεράτου (Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ) με στόχο την ανάπτυξη μικροβιακών κυψελίδων καυσίμου  (Microbial Fuel Cells, MFCs) τροφοδοτούμενων με παραπροϊόντα ή απόβλητα βιομηχανιών τροφίμων και  εστίαση στη μελέτη των παραγόντων που επηρεάζουν την λειτουργικότητα και απόδοσή τους.
Συνεργαζόμαστε με την ερευνητική ομάδα του Αναπληρωτή Καθηγητή Δ. Κονταρίδη στη περιοχή των φωτο-ηλεκτροχημικών στοιχείων, με στόχο την ανάπτυξη και χαρακτηρισμό φωτοανόδων με δυνατότητα αποδοτικής διέγερσης από ορατή ακτινοβολία.
 
3.  Ετερογενής Κατάλυση και Ηλεκτροχημική Ενίσχυση

Τα ερευνητικά μας ενδιαφέρονται  στη περιοχή αυτή εστιάζονται κυρίως στην  Ηλεκτροχημική  Ενίσχυση (Electrochemical
Promotion, EPOC) καταλυτικών αντιδράσεων με τεχνολογικό ή περιβαλλοντικό ενδιαφέρον καθώς και στον ηλεκτροχημικό χαρακτηρισμό του συστήματος ηλεκτροδίου/ηλεκτρολύτη υπό συνθήκες EPOC, ιδιαίτερα στη περίπτωση αγωγών ιόντων αλκαλίων, με στόχο τη σε βάθος  κατανόηση  της διασύνδεσης μεταξύ των ηλεκτροχημικών χαρακτηριστικών του συστήματος και της ηλεκτροχημικά επαγόμενης in situ ενίσχυσης των ιδιοτήτων του ηλεκτροδίου-καταλύτη.

ΒΑΣΙΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ

Πλήρεις  πειραματικές διατάξεις για τη μελέτη καταλυτικών και ηλεκτροχημικών συστημάτων. Κάθε μία από τις διατάξεις αυτές περιλαμβάνει (α) σύστημα ελέγχου ροής αερίων, αποτελούμενο από ηλεκτρονικά ροόμετρα μάζας, σωληνώσεις αερίων (κατά περίπτωση θερμαινόμενες), βαλβίδες πολλαπλών θέσεων και βαλβίδες δειγματοληψίας, (β) αντιδραστήρα ή στοιχείο καυσίμου, σε συνδυασμό με φούρνο υψηλής θερμοκρασίας (τυπικά, έως 900 oC), (γ) σύστημα ανάλυσης της σύστασης της τροφοδοσίας και του ρεύματος εξόδου, αποτελούμενο από αέριο χρωματογράφο και, κατά περίπτωση, από αναλυτή υπερύθρου (CO2/CO)  ή/και φασματογράφο μάζας. Για τις ηλεκτρικές και ηλεκτροχημικές μετρήσεις και χαρακτηρισμούς, κάθε πειραματική διάταξη διαθέτει σύστημα ποτενσιοστάτη/γαλβανοστάτη, ελεγχόμενο από εξειδικευμένο λογισμικό και συνδυασμένο είτε με ενισχυτή lock-in είτε με άρθρωμα (module) αναλυτή απόκρισης συχνοτήτων (frequency response analyzer),  σε τρόπο ώστε να υπάρχει η δυνατότητα εφαρμογής πρακτικά όλων των συνήθων ηλεκτροχημικών τεχνικών, συμπεριλαμβανομένης της φασματοσκοπίας σύνθετης αντίστασης. Για την εφαρμογή ηλεκτροχημικών μεθόδων υπάρχει διαθέσιμος και λοιπός βοηθητικός εξοπλισμός, όπως current booster, ηλεκτρόδιο περιστρεφόμενου δίσκου, γεννήτρια συναρτήσεων, προγραμματιζόμενο τροφοδοτικό, πολύμετρα ακριβείας και παλμογράφος,

Τυπικός εξοπλισμός για σύνθεση καταλυτών και υλικών ηλεκτροδίων καθώς και για εναπόθεση ηλεκτροδίων σε στερεούς ηλεκτρολύτες ή μικτούς αγωγούς (όπως, αερογράφος και φούρνος  θερμοκρασίας έως 1100 oC ).

Αναλογικά  και ψηφιακά συστήματα καταγραφής σημάτων (αναλογικό πολυκάναλο καταγραφικό και διάφορες κάρτες μετατροπής αναλογικών σημάτων σε ψηφιακά).

ΕΡΓΑ-ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Η ερευνητική μας ομάδα έχει συμμετάσχει σε ένα μεγάλο αριθμό εθνικών και ευρωπαϊκών έργων, έχοντας  χρηματοδοτηθεί με περισσότερα από 450 k€. Αναφέρεται, ως πλέον πρόσφατο (1/1/2010 - 31/12/20122012), το έργο ROBANODE (Collaborative Project ,7th Framework Programme) με τίτλο “Understanding and minimizing anode degradation in hydrogen and natural gas fuelled SOFCs” και συνολικό προϋπολογισμό ~1600 k€. Στο έργο αυτό υπήρξαμε συντονιστές, συμμετέχοντας από κοινού με την ερευνητική ομάδα του κ. Σ. Νεοφυτίδη, ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ και το Εργαστήριο Χημικών Διεργασιών και Ηλεκτροχημείας (με προϋπολογισμό περίπου 310 k€, για όλη την ομάδα). Περισσότερες πληροφορίες μπορούν να βρεθούν στο σύνδεσμο http://robanode.iceht.forth.gr     
Η έρευνα και τα αποτελέσματα της ερευνητικής μας ομάδας δημοσιεύεται σε διεθνή περιοδικά με κριτές και σε πρακτικά συνεδρίων (πλήρης κατάλογος των δημοσιεύσεων). Κατωτέρω αναφέρονται κάποιες πρόσφατες δημοσιεύσεις μας:

  1. S. Bebelis S., K. Bouzek, A. Cornell, M.G.S. Ferreira, G.H. Kelsall, F. Lapicque, C. Ponce de León, M.A. Rodrigo, F.C.  Walsh, “Highlights during the development of electrochemical engineering”, Chemical Engineering Research and Design 91 (2013) 1998.
  2. “Study of the synergistic interaction between nickel, gold and molybdenum in novel modified NiO/GDC cermets, possible anode materials for CH4 fuelled SOFCs”, D.K. Niakolas, M. Athanasiou V. Dracopoulos, I. Tsiaoussis, S. Bebelis, S.G. Neophytides, , Appl. Catal. A: General 456 (2013) 223.
  3. “Operation and characterization of a microbial fuel cell fed with pretreated cheese whey at different organic loads”, A. Tremouli, G. Antonopoulou, S. Bebelis, G. Lyberatos, Bioresource Technology 131 (2013) 380.