Doktorand i utveckling av övergångsmetallnitroprussider som högkapacitetselektroder i batterier - Under tillsättning eller tillsatt, ej sökbar

Institutionen för kemi - Ångström bedriver forskning och utbildning inom kemiämnet. Institutionen har mer än 230 anställda och omsätter cirka 220 miljoner kronor. Vid institutionens sex program bedrivs mycket framgångsrik forskning av hög internationell klass. Vi har ett stort antal externt finansierade forskningsprojekt, ofta med internationellt samarbete och vi ser en fortsatt god tillväxt inom vårt ämnesområde. Institutionen har utbildningsuppdrag inom ingenjörs- och civilingenjörsprogram samt masterprogram. Mer information finns på vår hemsida.

Den antagna kandidaten kommer att utföra grundläggande forskning på användandet av övergångsmetallnitroprussider som elektrodmaterial i batterier. Övergångsmetallnitroprussider är en i stort outforskad materialklass besläktad med den för närvarande kommersialiserade familjen av preussisk blå-analoger som används för hållbara batterier. Deras viktigaste fördel jämfört med preussisk blå-analoger härstammar från att de innehåller ytterligare ett anjoniskt redoxcentrum i form av en nitrosyl-ligand samt en rik strukturell mångfald. Kombinationen av dessa två attribut utlovar en signifikant ökad specifik och volumetrisk energitäthet. Som en följd av en bredare strukturell mångfald kommer ökad komplexitet och nya spännande vetenskapliga utmaningar. På så vis är målet med detta forskningsprojekt att utföra banbrytande forskning inom strukturegenskapsförhållanden hos övergångsmetallnitroprussider för användande som elektrodmaterial i batterier. I synnerhet, att förstå redoxbeteendet hos nitrosyl-liganden och hur övergångsmetallnitroprussidernas struktur samt sammansättning påverkar dennas aktivitet.

För detta ändamål kommer en kombination av diffraktion och spektroskopiska metoder att tillämpas för att förstå övergångsmetallnitroprussidernas struktur och egenskaper. I synnerhet kommer projektet att dra nytta av den unika expertis som finns tillgänglig i forskningsgruppen inom diffraktionsanalys operando för att studera de strukturella förändringar som pågår i ett batteri under drift. Denna metod kommer att kompletteras med röntgenabsorption- och IR-spektroskopistudier (både post-mortem och under batteridrift) genom nationella och internationella samarbeten. Övriga kompletterande karakteriseringsverktyg som finns tillgängliga i hemmalaboratoriet kan genomföras beroende på studentens ambition. Exempelvis Mössbauerspektroskopi, termisk analys UV-vis-spektroskopi och elektronmikroskopi.

Läs mer om våra förmåner och hur det är att jobba inom Uppsala universitet

Arbetsuppgifter
Studenten förväntas undersöka möjligheten för användning av övergångsmetallnitroprussider som elektroder i högkapacitetsenergilagringsenheter. Detta kommer att inkludera den lösningsbaserade syntesen av olika nitroprussidföreningar och karakterisering av deras initiala struktur och sammansättning med hjälp av diffraktion, spektroskopiska tekniker (t.ex. IR och röntgenabsorptionsspektroskopi), grundämnes- och termiskanalytiska metoder. Hur materialet beter sig under elektrokemisk cykling kommer följaktligen att undersökas via in situ- och operando­-metoder. Studenten kommer att erhålla utbildning i tolkningen och analysen av diffraktions- och spektroskopidata. Studenten kan förvänta sig ett projekt som starkt grundar sig i oorganisk kemi och kommer även att ha tillgång till kurser som befäster denna kunskap.

Studenten måste designa, planera och utföra det experimentella arbetet, ibland i samarbete med andra forskare nationellt och internationellt, kritiskt analysera och diskutera resultaten, och presentera sitt arbete muntligt vid vetenskapliga konferenser samt skriftligt i form av vetenskapliga artiklar i granskade tidsskrifter. Slutligen förväntas studenten delta i alla obligatoriska gruppaktiviteter, vilket innefattar att vara ansvarig person för specifik labbutrustning. Forskningsgruppen är en mycket samarbetande miljö och därmed är utbytet av expertis och kunskap något som förväntas.

Projektet kommer att innefatta ansökan och resande till internationella anläggningar så som neutronanläggningen ISIS, synkrotronljuskällan ALBA i Spanien, synkrotronljuskällan DESY i Tyskland och synkrotronljuskällan MAX IV i Lund. Vidare kommer studenten att förses med finansiellt stöd för att närvara vid lokala och internationella konferenser på årsbasis.

Huvuduppgiften för doktorander är att ägna sig åt sina forskningsstudier vilket innefattar att delta i forskningsprojekt och forskarutbildningskurser. Arbetsuppgifterna kan också innefatta undervisning och annat institutionsarbete (dock inte mer än 20% av arbetstiden).

Kvalifikationskrav
Grundläggande behörighet till utbildning på forskarnivå har den som har

• avlagt examen på avancerad nivå eller
• fullgjort kursfordringar om minst 240 högskolepoäng, varav minst 60 högskolepoäng på avancerad nivå, med innehåll som är relevant för forskarutbildningen eller
• på något annat sätt inom eller utom landet förvärvat i huvudsak motsvarande kunskaper.

Kvalifikationskrav:

• Grundexamen eller motsvarande enligt ovan inom området kemi (med specialisering inom Fysikalisk Kemi) eller fysik
• Mycket goda kunskaper i engelska, i tal och skrift
• Studenten ska vara mycket motiverad, villig att ställa frågor samt vara angelägen att lära sig ny vetenskap och uppvisa stor uthållighet då denne ställs inför utmanande uppgifter

Hänsyn kommer också att tas till god organisatorisk disciplin, god samarbetsförmåga, driv och initiativförmåga, entusiasm och självständighet. Avslutningsvis tas i beaktning hur den sökande genom sin erfarenhet och kompetens bedöms ha den förmåga som behövs för att klara forskarutbildningen

Önskvärt/meriterande i övrigt
Tidigare praktisk erfarenhet av oorganisk syntes och tolkning av pulverdiffraktionsdata bedöms vara fördelaktigt. Tidigare projektarbete som uppvisar slutlednings-, analys- och kreativ problemlösningsförmåga bedöms vara fördelaktigt.

Bestämmelser för doktorander återfinns i Högskoleförordningen 5 kap §§ 1-7 samt i universitetets regler och riktlinjer.

Om anställningen 
Anställningen är tidsbegränsad, enligt HF 5 kap § 7. Omfattningen är heltid. Tillträde 2022-06-01, enligt överenskommelse. Placeringsort: Uppsala.

Ansökan ska innehålla ett brev där den sökande redogör för sina forskningsintressen, CV, kopior av examensbevis och betyg, examensarbete, publicerade artiklar och övriga handlingar som sökanden önskar åberopa. Kontaktinformation till åtminstone två referenspersoner ska också inkluderas.

Upplysningar om anställningen lämnas av: Dr William Brant, William.brant@kemi.uu.se.

Välkommen med din ansökan senast den 13 april 2022, UFV-PA 2022/1144.