Laboratorium Molekularnych Innowacji Słonecznych

Zarys tematyki badawczej LMIS:

Pomimo niewątpliwych sukcesów w dziedzinie energii odnawialnej, wyzwaniem nadal pozostaje wytworzenie takiego materiału, którego wydajność byłaby równa  tej osiąganej w naturalnych układach lub obliczeniowej teoretycznej, i który byłby stabilny w czasie tak, aby zapewnić długotrwałą produktywność w procesie przetwarzania energii słonecznej. Mając na uwadze powyższe wyzwanie, centralną osią badawczą Laboratorium Molekularnych Innowacji Słonecznych jest projektowanie oraz konstrukcja różnego rodzaju złącz półprzewodnikowych, które bazując na sprzężeniu własności elektronowych składowych materiałów umożliwią wzmocnienie wydajności przetwarzania energii słonecznej do innych rodzajów energii użytkowej. Z reguły, badania te, są dedykowane specyficznym zastosowaniom  tj. fotowoltaika,  ogniwa słoneczne, czujniki, termoelektryki, baterie, kondensatory oraz inne, wykorzystujące materiały nanostrukturalne. Jednak wszystkie te zastosowania oprócz tego, że polegają na zdolności pułapkowania i absorpcji światła, wzbudzaniu i dynamice transportu ładunków, mają wspólny mianownik, którym jest złącze, typu homo- hetero- lub wieloskładnikowe determinujące pracę i wydajność całego układu. Poznanie i zrozumienie procesów transportu nośników prądu w układach połączonych półprzewodników umożliwia korelację architektury układu pracującego z mechanizmem wzbudzania nośników prądu, ich zdolnością rozdziału, odbioru, pułapkowania oraz czasem życia, czyli de facto z wydajnością w kierunku pożądanego procesu. Stąd też, punktem wyjścia do badań grupy SOLEIL są badania dynamiki transportu ładunków w pojedyńczych półprzewodnikach,  a następnie rozszerzenie badań o układy połączone. Różnice w pochodzeniu nośników prądu, ich transporcie, powstawaniu krótkotrwałych stanów przejściowych, ich czas trwania, wykazane w następstwie zastosowania technik spektroskopii kinetycznej są podstawą do dalszej analizy wskazującej na mechanizm reakcji fotochemicznej oraz identyfikacji procesów limitujących wydajność złącza pracującego. Identyfikacja i przeciwdziałanie tym procesom, jest kluczowym etapem warunkującym sukces w konstrukcji układów i urządzeń efektywnie przetwarzających energię słoneczną.

Inne tematy badawcze realizowane w LMIS obejmują również:

Eksplorację nowych podejść do aktywacji redukcji cząsteczki CO2 wspomaganej energią słoneczną oraz kombinatoryjnymi technikami elektrochemicznymi.

  • Identyfikację, projektowanie, modelowanie, syntezę oraz wytwarzanie nanostruktur, nowych materiałów półprzewodnikowych.
  • Konstrukcję oraz charakteryzację układów do detekcji fotoelektrochemicznej biomolekuł oraz immunosensorów.
dr hab. Renata Solarska
e-mail: r.solarska@cent.uw.edu.pl
pokój: 05.55

Dr hab. Renata Solarska

Email: r.solarska@cent.uw.edu.pl; rsolarska@gmail.com

Tel.: +48 22 5543711

Room: 05.43

Solar Energy Innovation Laboratory _ SOLEIL (Group Leader)

Renata Solarska is an Assistant Professor in the Center of New Technologies at University of Warsaw. She received her PhD degree in Chemistry from University of Geneva in 2006 and since then she has been involved in different initiatives and research devoted to nanostructured materials and their use for energy harvesting, conversion and environmental approaches. She has nearly two decades of expertise in electrochemistry, followed by photoelectrochemistry and photophysiscs of semiconductor, metals and hybrid nanostructures. Besides her research activity, she is also involved in the activity of the Europe Section of the  Electrochemical Society as a chair, with an aim to support activities in electrochemistry and solid state science and recognition of the society among scientists.

Education & Degrees:

2012/ 2013     Diploma in Management of Research Projects & Development Activities –  University of Economics and Innovation, Lublin, Poland

2006                Ph.D. in Chemistry from University of Geneva, Switzerland

2005 – 2007    Study in Pharmaceutical Sciences – University of Geneva, Switzerland

2002 – 2006    Ph.D. study at University of Geneva, Switzerland

2000 – 2002:   Pharmacy study – Academy of Medicine, Warsaw, Poland

2001                M.Sc. in Chemistry from University of Warsaw, Poland

 

Positions & Professional  Experience:

Jan 1, 2019     Chairperson of the ECS Europe Section

Oct.2018         Group Leader of Laboratory of Solar Energy Innovations_SOLEIL in Centre of New Technologies University of Warsaw (CeNT UW)

Since 2013     Adiunct/ Assistant Professor in Laboratory of Photoelectrochemistry and Solar Energy Conversion in CeNT UW, University of Warsaw

2009-2016      Adiunct at the Faculty of Chemistry, University of Warsaw

2009                Grantee of “Homing” Programme of Polish Foundation for Science (FNP)

2008               Research Fellow within the frame of an individual grant from SNF/JSPS in Photocatalytic Center of NIMS in Tsukuba, Japan

2007- 2009     Research Associate in Laboratory for High Performance Ceramics, EMPA Materials Science and Technology, Dubendorf, Switzerland

2006 – 2007    Postdoctoral Fellow in Department of Crystallography, University of Geneva

2002 – 2006    Ph.D   study in Department of Inorganic, Analytical and Applied Chemistry, University of Geneva under research supervision of  Prof. Jan Augustynski

2002                Research trainee in Laboratory of Supramolecular Chemistry in Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Sciences

 

Ongoing Projects:

CSA FET Flagships –816336 SUNRISE _Horizon2020 EU

TitleLIPeriod Source
Design, construction and investigations of earth abundant materials based heterojunctions for high efficiency solar energy conversionRenata Solarska2018-2022SONATA BIS NCN
Insight into combined electrochemical-photochemical activation of carbon dioxideRenata Solarska2019-2019OPUS NCN

 

Selected Publications:

Photoelectrochemical Water Splitting on Very Thin WO3 Films Activated by High Temperature Tin Diffusion; A. Jelinska, K.Bienkowski, M. Sarnowska, M. Pisarek, M. Strawski, D. Kurzydlowski, R. Solarska & J. Augustynski; just accepted in ACS Catalysis (2018)

 

Enhanced Photo-Electro CO2 Reduction System Based on Mixed Cu2O Nonstoichiometric-TiO2 Photocathode; E. Szaniawska, K. Bienkowski, P. Kulesza & R. Solarska; Catalysis Today 300 (2018) 145-151

Plasmon resonance-enhanced photoelectrodes and photocatalysts; J. Augustynski, K. Bienkowski, R.  Solarska; Coordination Chemistry Reviews 325 (2016) 116-124

Solar-driven water oxidation mediated by an electron-coupled-proton buffer; L. G. Bloor, R. Solarska, K. Bienkowski, P. J. Kulesza, J. Augustynski, M. D. Symes, and L. Cronin; Journal of the American Chemical Society  138 (2016) 6707-6710

Highly efficient and stable solar water splitting at (Na)WO3 photoanodes in acidic electrolyte assisted by non-noble metal oxygen evolution catalyst; M. Sarnowska, K. Bienkowski, R. Solarska & J. Augustynski; Advanced Energy Materials 6 (2016) 1600526

Enhanced water splitting at thin film tungsten trioxide photoanodes bearing plasmonic gold–polyoxometalate particles; R. Solarska, K. Bieńkowski, S. Żołądek, A. Majcher, T. Stefaniuk, P. J. Kulesza, J. Augustyński; Angew. Chem. Int. Ed. 53 (2014)  14196-14200

Microwave-assisted nonaqueous synthesis of WO3 nanoparticles for crystallographically oriented photoanodes for water splitting; S. Hilaire,  M. J. Süess, N. Kränzlin, K. Bieńkowski, R. Solarska, J. Augustyński, M.  Niederberger; J. Mater. Chem. A 2 (2014) 20530-20537

Nanoporous WO3–Fe2O3 films: structural and photo-electrochemical characterization; R. Solarska, K. Bieńkowski, A. Królikowska, M. Dolata, J. Augustyński; Funct. Mater. Let. 7 (2014) 1440006

To what extent do the nanostructured photoelectrodes perform better than their macrocrystaline counterparts? J. Augustyński, R. Solarska: Catalysis Science and Technology 3 (2013) 1810-1814

Highly efficient water splitting by a dual-absorber tandem cell; J. Brillet, J-H. Yum, M. Cornuz, T. Hisatomi, R. Solarska, J. Augustyński, M. Graetzel, K. Sivula;  Nature Photonics 6 (2012) 824-828

Highly stable efficient visible-light driven water photoelectrolysis system using nanocrystalline WO3 photoanode and methane sulfonic acid electrolyte;  R. Solarska, R. Jurczakowski, J. Augustyński; Nanoscale 4 (2012) 1553-1556

Enhancement of WO3 performance through resonance coupling with Ag nanoparticles; R. Solarska, A. Królikowska, K. Bieńkowski, T. Stefaniuk, J. Augustyński; Energy Procedia, 22 (2011) 137-146 (open access)

Metal oxide photoanodes for water splitting;  J. Augustyński, B.D. Alexander, R. Solarska;  Top. Curr. Chem. 303 (2011) 1-38

Silver nanoparticles-induced photocurrent enhancement at WO3 photoanodes;  R.Solarska, A. Królikowska, J. Augustyński; Angew. Chem. Int. Ed. 49 (2010) 7980-7983

Tailoring the morphology of WO3 films with substitutional cation doping: Effect on the photoelectrochemical properties; R. Solarska, B.D. Alexander, A. Braun, R. Jurczakowski, G. Fortunato, M. Stiefel, T. Graule, J. Augustyński: Electrochim. Acta 55 (2010) 7780-7787

Nanoscale calcium bismuth mixed oxide with enhanced photocatalytic performance under visible light; R.Solarska, A. Heel, J. Ropka, A. Braun, L. Holzer, J. Ye, T. Graule;  Applied Catalysis A: General 382 (2010) 190-196

Highlight: Metal oxide photoanodes for solar hydrogen production; B. D. Alexander, P. J. Kulesza, I. Rutkowska, R. Solarska & J. Augustyński,  J. Mater. Chem. 18 (2008) 2298-2303

Patent: Electrodes with tungsten oxide photovoltaic film on glass; J. Augustynski, M. Ulmann, R. Solarska,; Brit. UK Pat.Appl. (2005), Int. Pub. Nº : WO 2005/103329 A2


Enhanced photoelectrochemical CO2-reduction system based on mixed Cu2O–nonstoichiometric TiO2 photocathode
Szaniawska, E., Bienkowski, K., Rutkowska, I. A., Kulesza, P. J., & Solarska, R. (2018).
Catalysis Today, 300, 145-151.
Solar-driven water oxidation and decoupled hydrogen production mediated by an electron-coupled-proton buffer
Bloor, L. G., Solarska, R., Bienkowski, K., Kulesza, P. J., Augustynski, J., Symes, M. D., & Cronin, L. (2016).
Journal of the American Chemical Society, 138(21), 6707-6710.
Plasmon resonance-enhanced photoelectrodes and photocatalysts
Augustynski, J., Bienkowski, K., & Solarska, R. (2016)
Coordination Chemistry Reviews, 325, 116-124.
Highly Efficient and Stable Solar Water Splitting at (Na) WO3 Photoanodes in Acidic Electrolyte Assisted by Non‐Noble Metal Oxygen Evolution Catalyst.
Sarnowska, M., Bienkowski, K., Barczuk, P. J., Solarska, R., & Augustynski, J. (2016).
Advanced Energy Materials, 6(14), 1600526.
Enhanced water splitting at thin film tungsten trioxide photoanodes bearing plasmonic gold–polyoxometalate particles.
Solarska, R., Bienkowski, K., Zoladek, S., Majcher, A., Stefaniuk, T., Kulesza, P. J., & Augustynski, J. (2014).
Angewandte Chemie International Edition, 53(51), 14196-14200.
Nanoporous WO 3–Fe 2 O 3 films; structural and photo-electrochemical characterization.
Solarska, R., Bieńkowski, K., Królikowska, A., Dolata, M., & Augustyński, J. (2014).
Functional Materials Letters, 7(06), 1440006.
Microwave-assisted nonaqueous synthesis of WO 3 nanoparticles for crystallographically oriented photoanodes for water splitting.
Hilaire, S., Süess, M. J., Kränzlin, N., Bieńkowski, K., Solarska, R., Augustyński, J., & Niederberger, M. (2014).
Journal of Materials Chemistry A, 2(48), 20530-20537.
To what extent do the nanostructured photoelectrodes perform better than their macrocrystalline counterparts?
Augustynski, J., & Solarska, R. (2013).
Catalysis Science & Technology, 3(7), 1810-1814.
Enhancement of WO3 performance through resonance coupling with Ag nanoparticles.
Solarska, R., Krolikowska, A., Bienkowski, K., Stefaniuk, T., & Augustynski, J. (2012).
Energy Procedia, 22, 137-146.
Highly efficient water splitting by a dual-absorber tandem cell
Brillet, J., Yum, J. H., Cornuz, M., Hisatomi, T., Solarska, R., Augustynski, J., ... & Sivula, K. (2012)
Nature Photonics, 6(12), 824
Metal oxide photoanodes for water splitting.
Augustyński, J., Alexander, B., & Solarska, R. (2011).
Photocatalysis, 1-38.
Nanoscale calcium bismuth mixed oxide with enhanced photocatalytic performance under visible light.
Solarska, R., Heel, A., Ropka, J., Braun, A., Holzer, L., Ye, J., & Graule, T. (2010).
Applied Catalysis A: General, 382(2), 190-196.
Tailoring the morphology of WO3 films with substitutional cation doping: effect on the photoelectrochemical properties.
Solarska, R., Alexander, B. D., Braun, A., Jurczakowski, R., Fortunato, G., Stiefel, M., ... & Augustynski, J. (2010).
Electrochimica Acta, 55(26), 7780-7787.
Metal oxide photoanodes for solar hydrogen production.
Alexander, B. D., Kulesza, P. J., Rutkowska, I., Solarska, R., & Augustynski, J. (2008).
Journal of Materials Chemistry, 18(20), 2298-2303.
TytułKierownikOkres Finansowanie
Projektowanie, synteza oraz badania kombinatoryjne złączy wieloskładnikowych opartych na wykorzystaniu materiałów występujących powszechnie w naturze, do wydajnej konwersji energii słonecznejRenata Solarska2018-2022SONATA BIS NCN
Aktywacja cząsteczki CO2 w procesach elektro- fotochemicznych w kierunku fotoindukowanej konwersji do węglowodorów oraz lekkich alkoholiRenata Solarska2016-2019OPUS NCN