Engineering Materials and Applications

Expertise

Engineering Materials & Applications (EMAP)

De onderzoeksgroep Engineering Materials & Applications (EMAP) richt zich op de ontwikkeling van innovatieve oplossingen om succesvol de brug te slaan tussen fundamenteel onderzoek en industrieel compatibele producten en processen.  Dit voor een brede waaier aan domeinen gaande van materiaalfysica en -chemie tot elektronica, elektromechanica en elektrochemie. De samenwerking met industriële partners staat hierin centraal. 

De onderzoeksgroep omvat verschillende subgroepen met een specifieke en complementaire expertise, die nauw samenwerken en opereren binnen de speerpuntdomeinen van het Instituut voor Materiaalonderzoek (IMO) van de Universiteit Hasselt. De EMAP onderzoeksgroep is bovendien verbonden aan het IMEC geassocieerde laboratorium “IMOMEC”. De belangrijkste activiteiten zijn gericht op:

  • Sensoren voor geavanceerde diagnostiek
  • Printen en spraycoaten van functionele lagen
  • Elektrochemische energieopslag- en conversiesystemen
  • Levensduur en integratie van PV cellen en modules 
  • Modelleren van engerieopbrengst van PV systemen 
  • Dunne-film en tandem zonnecellen

De onderzoeksgroep treedt regelmatig op als partner in verschillende Europese, Vlaamse, nationale en internationale onderzoeksprogramma's en netwerken en heeft een lange traditie in gezamenlijk onderzoek en dienstverlening met de industrie en onderzoekscentra.

Gedetailleerde info over de activiteiten van de EMAP onderzoeksgroep kan je terugvinden op de website van imo-imomec als op de website van Energyville.

 

De expertisegroepen binnen EMAP zijn:

Biomedical Device Engineering (BDE): Prof. dr. ir. Ronald Thoelen.

Op het gebied van geavanceerde diagnostiek richt de groep ‘Biomedical Device Engineering’ zich op onderzoek naar de ontwikkeling van 'specifieke' meetplatforms die de signalen van sensoren met voldoende precisie en snelheid kunnen verwerken om elke impedantie, thermische of optische biosensor, te vertalen in een volledig functioneel point-of-care-systeem. Het toegepaste onderzoek gebeurt in nauwe samenwerking met de industrie en wordt toegepast op verschillende gebieden, variërend van gezondheid(zorg) tot voedingsindustrie. 

Functional Materials Engineering (FME): Prof. dr. ir. Wim Deferme.

Met behulp van verschillende print- en coatingtechnieken, zoals inkjet, zeefdruk of ultrasoon spraycoaten, kunnen in de FME groep functionele inkten en deklagen worden afgezet op een breed scala aan substraten (van glas over folies tot textiel en papier). De materialen die afgezet worden kunnen geleidend zijn om te gebruiken als interconnectie, RFID-antennes of elektroden voor opto-elektronische toepassingen. Andere inkten en deklagen kunnen de eigenschap hebben om licht te absorberen en kunnen worden gebruikt voor de ontwikkeling van organische zonnecellen in combinatie met de bovengenoemde geleidende elektroden. Licht-emitterende lagen worden ook afgezet en kunnen door middel van een elektrische spanning worden gebruikt om licht uit te zenden. Naast onderzoek rond organische elektronica wordt ook ingezet op geprinte sensoren voor het meten van parameters van het lichaam (of wonden) zoals temperatuur, vochtgehalte en pH. Tenslotte wordt ook onderzoek verricht naar rekbare elektronica met behulp van vloeibare metalen alsook het 3D vormen van hybride elektronica. 

Electrochemical Engineering (EE): Prof. dr. ir. Momo Safari.

Het onderzoek in de groep Electrochemical Engineering (EE) is gericht op de fundamentele engineeringaspecten van elektrochemische systemen zoals geavanceerde batterijen, elektrolyzers en brandstofcellen. De onderzoeksfilosofie van de groep is het koppelen van experiment en theorie om diepgaand inzicht te verschaffen in elektrochemische energieopslag- en conversiesystemen en deze te ontwikkelen. Het doel is de intrinsieke materiaaleigenschappen, de formulering, de verwerking en de microstructuur van de elektrode- en elektrolytcomponenten te correleren met de performantie- en verouderingsgegevens van het besturingssysteem. Toepassingen van dit onderzoek zijn onder meer een grondige analyse van de elektrochemische performantie, optimalisering van de elektrode/elektrolytformules, tests/simulaties aan het einde van de levensduur en de ontwikkeling van fysisch-gebaseerde modellen/algoritmen voor de regeling van het toestel en de voorspelling van de laad- en gezondheidstoestand.

Energy Systems Management (ESM): Prof. dr. ir. Michaël Daenen en Prof. dr. Ivan Gordon (a.i).

Het bepalen van de energieopbrengst van zonnepanelen in een waaier van toepassingen staat hier centraal. Het team van imec en UHasselt werkt binnen EnergyVille aan een fysisch gebaseerd model voor het voorspellen van deze energieopbrengst. Hiervoor steunt het team op fundamentele materiaalkennis van de andere PV teams en integreert het team de kennis van halfgeleidermaterialen tot thermo-mechanische stress in geïntegreerde toepassingen. Het simulatieraamwerk wordt steeds uitgebreid met kennis over nieuwe technologieën zoals bifaciale zonnecellen, dunne-film zonnecellen en tandemzonnecellen. Daarnaast wordt het systeem steeds verder uitgebreid tot en met geïntegreerde vermogenselektronica.

PhotoVoltaic Cells and Modules (PVCM): Prof. dr. ir. Michaël Daenen en dr. Loïc Tous.

Het PV cel en module team bestudeert en ontwikkelt state of the art productietechnieken en zonneceltechnologieën die de modules van de toekomst zullen gebruiken. Hier wordt ingezet op samenwerking met de industrie met het oog op integratie van zonnecellen in toepassingen. Het team beschikt over alle state of the art tools voor de productie en analyse van de PV modules van de toekomst.

De verschillende topics die bestudeerd worden zijn: 

  • Betrouwbaarheid van interconnecties en metallisatie

  • Thermo-mechanische stress in modules: simulatie en validatie

  • Integratie van nieuwe cel- en interconnectietechnieken

  • Geïntegreerde PV in VIPV, BIPV, IIPV en AgriPV

Thin Film PhotoVoltaics (TFPV): Prof. dr. Bart Vermang en dr. Tom Aernouts.

Dunne-film zonnecellen zijn vaak nog niet zo bekend bij het bredere publiek. Maar ze hebben bijzondere eigenschappen die nieuwe mogelijkheden bieden om zonne-energie gemakkelijker toe te passen. Zo zijn ze licht in gewicht en kunnen ze niet alleen op glas maar bijvoorbeeld ook op plasticfolie aangebracht worden. Hierdoor kunnen ook gebogen oppervlakken ermee bedekt worden, zoals dakpannen maar ook daken van auto’s. Bovendien kunnen dunne-film zonnecellen ook doorzichtig gemaakt worden, waardoor ze ook in ramen geplaatst kunnen worden.

In deze onderzoeksgroep bestuderen we verschillende materialen die toegepast kunnen worden in zo’n zonnecellen, zoals chalcogenides en perovskieten. We bekijken ook de verschillende processen die nodig zijn om deze materialen op grote oppervlakken te deponeren. Dat gaat dan van print- of coating-processen voor vloeistoffen, tot sputtering en opdamptechnieken. Ook de elektrische eigenschappen worden gekarakteriseerd en gemodelleerd, en lasertechnieken worden gebruikt om zonnecellen met elkaar te verbinden, met minimaal verlies.

Ze kunnen ook op elkaar gestapeld worden om zogenaamde tandemstructuren met nog hogere efficiëntie te verkrijgen. Hierbij worden combinaties van perovskieten en chalcogenides onderzocht, maar ook combinaties met siliciumzonnecellen.

Tenslotte wordt voor de dunne-filmmaterialen ook bekeken hoe ze ingezet kunnen worden om groene synthetische brandstoffen te maken, om zo bijvoorbeeld waterstof of (m)ethanol op te wekken.  


Trefwoorden

batterij, betrouwbaarheid, biosensoren, brandstofcel, coatings, contactonderzoek, diagnostiek, dunne-film, engineering, e-textile, films, fotovoltaïsch, functionele inkten, hernieuwbare energie, impedantie spectroscopie, lab-on-chip, materiaalkarakterisering, materialenonderzoek, micro-fluïdica, multifysica modellering, nanotechnologie, printbare deklagen, rekbare elektronica, slimme verpakkingen, thermische analyses, wetenschappelijke dienstverlening, zonnepaneel

Verantwoordelijke

Ronald THOELEN

Medewerkers

  • Tom AERNOUTS
  • Ashutosh AGRAWAL
  • Aranzazu AGUIRRE
  • Shabnam AHADZADEH
  • Omid ALAVI
  • Shu-Ngwa ASA'A
  • Apostolos BAKOVASILIS
  • Gizem BIRANT
  • Tom BORGERS
  • Seppe BORMANS
  • Sara BOUGUERRA
  • Robbe BREUGELMANS
  • Marta CASASOLA PAESA
  • Patrick CHOULAT
  • Albin CONDE REIS
  • Tobias CORTHOUTS
  • Jose Maria CUEVAS DAVILA
  • Michael DAENEN
  • Wim DEFERME
  • Irene DEI TOS
  • Valerie DEPAUW
  • Filip DUERINCKX
  • Olivier DUPON
  • Meric FIRAT
  • Marc FUHRMANN
  • Behnam GHALAMI CHOOBAR
  • Juul GOOSSENS
  • Ivan GORDON
  • Jonathan GOVAERTS
  • Hamid HAMED
  • Sarallah HAMTAEI
  • Liesbeth JAMERS
  • Manoj JOSE
  • Max KRACK
  • Anurag KRISHNA
  • Yinghuan KUANG
  • Nikoleta KYRANAKI
  • Stijn LAMMAR
  • Marijn LEMMENS
  • Joris LEMMENS
  • Tomas LOPES
  • Bin LUO
  • Seyedmohammad MAHDAVINASAB
  • Mathijs MEERT
  • Tamara MERCKX
  • Nick MICHIELS
  • Margarida MONTEIRO
  • Tu NGUYEN
  • Philippe NIVELLE
  • Tim ORIS
  • Gilles OUDEBROUCKX
  • Jonathan PARION
  • Subir PAUL
  • Devika RAJAGOPAL
  • Santhosh RAMESH
  • Bart REEKMANS
  • Dieter REENAERS
  • Daniely REIS SANTOS
  • Ian SACHS
  • Momo SAFARI
  • Jacopo SALA
  • Romain SCAFFIDI
  • Busra SESLI
  • Rachith SHANIVARASANTHE NITHYANANDA KUMAR
  • Rajiv SHARMA
  • Sudhanshu SHUKLA
  • Joao SILVANO
  • Hariharsudan SIVARAMAKRISHNAN RADHAKRISHNAN
  • Wenya SONG
  • Sownder SUBRAMANIAM
  • Ronald THOELEN
  • Loic TOUS
  • Arttu TUOMIRANTA
  • Merve TUTUNDZIC
  • Leander VAN CAPPELLEN
  • Arvid VAN DER HEIDE
  • Rik VAN DYCK
  • Davy VANACKEN
  • Thijs VANDENRYT
  • Pieter VERDING
  • Bart VERMANG
  • Cristian VILLALOBOS MEZA
  • Gautam VIRENUTAN
  • Kirsten WOLFS
  • Zhang XIN
  • Saeed YARI

Publicaties

Meer info

Terug naar het Onderzoeksinstituten, -centra en -groepen overzicht