En doktorand till projekt om strukturella batterier

KTH svarar för en tredjedel av Sveriges kapacitet av teknisk forskning och ingenjörsutbildning på högskolenivå. Utbildningen och forskningen täcker ett brett område – från naturvetenskap till alla grenar inom tekniken samt arkitektur, industriell ekonomi och samhällsplanering. Totalt finns vid KTH 13 400 studenter på grundnivå och avancerad nivå och nästan 1900 forskarstuderande. KTH har 4900 anställda.

Skolan för kemivetenskap omfattar områdena kemi, kemiteknik samt fiber- och polymerteknologi. Skolans verksamhet innefattar såväl grund- som tillämpad kemivetenskaplig forskning för en hållbar utveckling genom vetenskaplig excellens. Många forskningsaktiviteter är tvärdisciplinära och spänner från kemivetenskap till materialvetenskap, energiteknik, miljövetenskap, biokemi, biologi och medicin. Skolan ansvarar för civilingenjörsutbildningen i teknisk kemi, högskoleingenjörsutbildningen i kemiteknik och tekniskt basår samt för tre engelskspråkiga mastersprogram, kemiteknik för energi och miljö, makromolekylära material och molekylär vetenskap och teknik. Vi medverkar även med kurser i civilingenjörsprogrammen energi och miljö, materialdesign och bioteknik.

ARBETSUPPGIFTER
Ämnesbeskrivning
Kolfiberarmerade polymerer (Carbon fibre reinforced polymers, CFRP) är mångsidiga material. Vår grundläggande idé är att använda kolfibrer för att bära mekaniska laster och som elektroder i ett strukturellt batteri, och att använda en litiumjonledande polymerelektrolytmatris för mekanisk överföring av last mellan fibrer, för litiumjontransport och för elektrisk isolering mellan elektroderna. Kolfibrer är speciellt lämpliga för denna typ av multifunktionell användning eftersom grafitiserat kol ofta används både i högpresterande konstruktioner och i elektroder, de senare för dess förmåga att interkalera litium. Strukturella batteriers multifunktionella möjligheter förväntas ge betydande besparingar i systemets totala massa och volym. Tillvägagångssättet är dock relativt nytt och står inför betydande utmaningar avseende teknik, design, material och tillämpningar. Hittills har vår forskning fokuserat på två av dessa utmaningar, användningen av kommersiella kolfibrer som negativ batterielektrod och användning av fasta polymerelektrolyter som matrismaterial. För utveckling av detta nya multifunktionella material har en tvärvetenskaplig grupp av forskare som kombinerar kompetens inom elektrokemi, polymerteknologi, materialvetenskap, fysik och mekanik etablerats under de senaste åren.

Doktorandprojektet är starkt kopplat till ett projekt inom SCI skolan, och doktoranderna kommer att arbeta intimt tillsammans och med de inblandade handledarna som ett stort projektteam. Samtliga doktorander förväntas lära sig varandras discipliner och arbeta både teoretiskt och experimentellt tillsammans.

Nya polymerelektrolyter
Det här doktorandprojektet handlar om att utveckla och förstå nya polymerelektrolyter för att belägga kolfibrer och som matrismaterial i laminerade strukturer. Detta inkluderar syntes av både homogena och heterogena härdplaststrukturer med god ledningsförmåga för litiumjoner såväl som bra mekaniska prestanda. I projektet ingår även hur matrismaterialet samverkar med övriga batterikomponenter under laddning/urladdningssekvenser.
Placering: Inst för Fiber och Polymerteknologi, Skolan för kemivetenskap
Kontakt: Prof. Mats Johansson

KVALIFIKATIONER
Kvalifikationer/Behörighet
Lämplig bakgrund för denna tjänst är civilingenjörsexamen inom kemiteknik, teknisk fysik, farkostteknik, maskinteknik eller motsvarande men är också beroende på delprojektets karaktär. Det aktuella delprojektet har ett starkt inslag av polymerkemi och kunskap inom detta område är meriterande. Då projektet är starkt multi-disciplinärt är även en bred teknisk bakgrund en merit. Vidare är det också meriterande att kunna uttrycka sig väl på svenska och engelska i tal och skrift.
Vi söker kandidater som är motiverade för vetenskaplig forskning, som har väl utvecklade analytisk och problemslösningsförmåga och som också har ett genuint intresse och nyfikenhet för multi-disciplinära problem i kontexten energisnål och hållbar samhällsutveckling.