| 1. |
- Zozoulenko, Igor, et al.
(author)
-
Polarons, Bipolarons, And Absorption Spectroscopy of PEDOT
- 2019
-
In: ACS APPLIED POLYMER MATERIALS. - : American Chemical Society (ACS). - 2637-6105. ; 1:1, s. 83-94
-
Journal article (peer-reviewed)abstract
- Electronic structure and optical absorption spectra of poly(3,4-ethyl-enedioxythiophene) (PEDOT) for different oxidation levels were studied using density functional theory (DFT) and time-dependent DFT. It is shown, that the DFT-based predictions for the polaronic and bipolaronic states and the nature of corresponding optical transitions are qualitatively different from the widely used traditional picture based on semi-empirical pre-DFT approaches that still dominate the current literature. On the basis of the results of our calculations, the experimental Vis/NIR absorbance spectroscopy and the electron paramagnetic resonance spectroscopy are re-examined, and a new interpretation of the measured spectra and the spin signal, which is qualitatively different from the traditional interpretation, is provided. The findings and conclusions concerning the nature of polaronic and bipolaronic states, band structure and absorption spectra presented for PEDOT, are generic for a wide class of conducting polymers (such as polythiophenes and their derivatives) that have a similar structure of monomer units.
|
|
| 2. |
- Aminian-Dehkordi, Javad, et al.
(author)
-
Synthetic biology tools for environmental protection
- 2023
-
In: Biotechnology Advances. - 0734-9750. ; 68
-
Research review (peer-reviewed)abstract
- Synthetic biology transforms the way we perceive biological systems. Emerging technologies in this field affect many disciplines of science and engineering. Traditionally, synthetic biology approaches were commonly aimed at developing cost-effective microbial cell factories to produce chemicals from renewable sources. Based on this, the immediate beneficial impact of synthetic biology on the environment came from reducing our oil dependency. However, synthetic biology is starting to play a more direct role in environmental protection. Toxic chemicals released by industries and agriculture endanger the environment, disrupting ecosystem balance and biodiversity loss. This review highlights synthetic biology approaches that can help environmental protection by providing remediation systems capable of sensing and responding to specific pollutants. Remediation strategies based on genetically engineered microbes and plants are discussed. Further, an overview of computational approaches that facilitate the design and application of synthetic biology tools in environmental protection is presented.
|
|
| 3. |
- Gueskine, Viktor, et al.
(author)
-
Molecular Oxygen Activation at a Conducting Polymer: Electrochemical Oxygen Reduction Reaction at PEDOT Revisited, a Theoretical Study
- 2020
-
In: The Journal of Physical Chemistry C. - : AMER CHEMICAL SOC. - 1932-7447 .- 1932-7455. ; 124:24, s. 13263-13272
-
Journal article (peer-reviewed)abstract
- Molecular oxygen requires activation in order to be reduced, which prompts extensive searching for efficient and sustainable electrode materials to drive electrochemical oxygen reduction reaction (ORR), of primary importance for energy production and storage. A conjugated polymer PEDOT is a metal-free material for which promising ORR experimental results have been obtained. However, sound theoretical understanding of this reaction at an organic electrode is insufficient, as the concepts inherited from electrocatalysis at transition metals are not necessarily relevant for a molecular organic material. In this work, we critically analyze the basics of electrochemical ORR and build a model for our DFT calculations of the reaction thermodynamics based on this analysis. Altogether, this work leads to a conclusion that outer sphere electron transfer that currently attracts increasing attention in the context of ORR is a viable mechanism at a conducting polymer electrode.
|
|
| 4. |
- Mitraka, Evangelia, 1986-, et al.
(author)
-
Electrocatalytic Production of Hydrogen Peroxide with Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Electrodes
- 2019
-
In: Advanced Sustainable Systems. - : Wiley-VCH Verlagsgesellschaft. - 2366-7486 .- 2366-7486. ; 3:2, s. 1-6
-
Journal article (peer-reviewed)abstract
- Electrocatalysis for energy‐efficient chemical transformations is a central concept behind sustainable technologies. Numerous efforts focus on synthesizing hydrogen peroxide, a major industrial chemical and potential fuel, using simple and green methods. Electrochemical synthesis of peroxide is a promising route. Herein it is demonstrated that the conducting polymer poly(3,4‐ethylenedioxythiophene), PEDOT, is an efficient and selective heterogeneous catalyst for the direct reduction of oxygen to hydrogen peroxide. While many metallic catalysts are known to generate peroxide, they subsequently catalyze decomposition of peroxide to water. PEDOT electrodes can support continuous generation of high concentrations of peroxide with Faraday efficiency remaining close to 100%. The mechanisms of PEDOT‐catalyzed reduction of O2 to H2O2 using in situ spectroscopic techniques and theoretical calculations, which both corroborate the existence of a chemisorbed reactive intermediate on the polymer chains that kinetically favors the selective reduction reaction to H2O2, are explored. These results offer a viable method for peroxide electrosynthesis and open new possibilities for intrinsic catalytic properties of conducting polymers.
|
|
| 5. |
- Olstam, Johan, 1979-, et al.
(author)
-
Analys av omkörningar och hastighet på en mötesfri motortrafikled : Djupgående analys baserat på ny teknik för återigenkänning av fordon från videomätning
- 2024
-
Reports (other academic/artistic)abstract
- För en bättre förståelse av förarbeteendet och trafikföringen på mötesfria vägar och motortrafikleder (så kallade 2+1-vägar) behövs mer detaljerade data än vad traditionella punktmätningar kan bidra med. Det bästa vore mätningar av samtliga fordon över en längre sträcka (flera en- och tvåfältsavsnitt). Detta är dock svårt med dagens datainsamlingstekniker. Nya videobaserade mättekniker möjliggör dock mätningar av samtliga fordon över kortare sträckor och skulle vid sammankoppling av flera mätenheter kunna möjliggöra beräkning av vad som händer mellan mätstationerna, till exempel hur många omkörningar som genomförs på olika delsträckor och medelhastighet för enskilda fordon. I denna rapport presenterar vi en metodik för sammankoppling av fordonspassager från flera videobaserade mätstationer. Metodiken har tillämpats för att analysera omkörningar, hastigheter, kölängder, etc. på en omkörningssträcka på en mötesfri motortrafikled på E18 i närheten av Brottby. Den utvecklade metodiken har använts för att analysera bland annat antal omkörningar, antal omkörande och omkörda fordon, sträck- och punkthastigheter för omkörande och omkörda fordon, samband mellan flöde och sträckhastighet uppdelat på tre olika delar av omkörningssträckan.Den aktuella vägsträckan har också simulerats med de mikroskopiska trafiksimuleringsverktygen RuTSim och SUMO. Syftet med denna del var att undersöka i vilken utsträckning det är möjligt att återskapa den observerade trafikföringen på en mötesfri motortrafikled med ett trafiksimuleringsprogram speciellt utvecklat för mötesfria vägar (RuTSim) och ett trafiksimuleringsprogram utvecklat för i första hand simulering av motorvägar och tätortsvägar (SUMO). Simuleringsmodellerna klarar till viss del av att beskriva genomsnittlig sträckhastighet över hela sträckan samt antalet omkörningar på den första och andra delen av omkörningssträckan. Dock ger båda modellerna för få omkörningar på de sista 350 meterna samt för få fordon som kör om fler än 4 andra fordon på delsträcka 1 och 2. Slutsatsen är att omkörnings- och vävningsbeteendemodellerna i såväl RuTSim som SUMO skulle behöva vidareutvecklats för att bättre fånga omkörnings- och vävningsbeteendet på 2+1-vägar.
|
|
| 6. |
- Silvano, Ary P., 1975-, et al.
(author)
-
Frånfartskapacitet i cirkulationsplatser : effekter av korsande gång- och cykelflöden
- 2019
-
Reports (other academic/artistic)abstract
- När det gäller bedömning av framkomlighet i korsningar finns ett behov av metodutveckling för beräkning av oskyddade trafikanters påverkan på fordonstrafiken och vice versa. Detta är speciellt viktigt i cirkulationsplatser eftersom fordonstrafiken som kör ut från en cirkulationsplats ska lämna företräde till korsande gång- och cykeltrafik vilket ibland skapar bakåtblockering av fordon in i cirkulationsplatsen. Den nuvarande kapacitetsberäkningsmetoden i Trafikverkets ”kapacitetsmanual”, TRVMB Kapacitet och framkomlighetseffekter – Trafikverkets metodbeskrivning för beräkning av kapacitet och framkomlighetseffekter i vägtrafikanläggningar, som finns implementerade i Capcal beaktar endast korsande gång och cykel (GC) trafikanter vid övergångsställen i tillfarter.Denna rapport redovisar en studie med syfte att identifiera och undersöka metoder som kan beakta kapacitetsnedsättande effekter av korsande GC-trafik i cirkulationsplatser. Detta för att på sikt kunna överbrygga de brister som finns i den nuvarande metoden. Det är viktig att interaktioner mellan bilister och andra trafikanter ingår i den valda metoden. Den eller de metoder som är intressanta att studera vidare är de metoder som kan beakta korsande gång- och cykeltrafik i tillfart och frånfart i cirkulationsplatser. Dessutom måste den valda metoden beakta olika väjningsbeteende för fordon, gång- och cykeltrafik. Gap-acceptans (GAP) metoder har svårigheter när gång- och cykeltrafik beaktas i modellen på grund av varierande efterlevnad av företrädesregler.Den genomförda litteraturstudien resulterade i fyra potentiella angreppssätt för att modellera effekter av korsande gång- och cykeltrafikanter i frånfarter i cirkulationsplatser. Ett av angreppssätten (Wu, 2001) har i olika utsträckning tillämpats för såväl japanska förhållanden (Kang och Nakamura, 2014, Kang et al., 2014) och tyska förhållanden (Wu och Brilon, 2017, Wu och Brilon, 2018). Av dessa två tillämpningarna av Wus teori är tillämpningen av Wu och Brilon (den så kallade konflikttekniken) den mest lovande och lämplig avseende bristerna i den nuvarande metoden i Capcal som identifierades.
|
|
| 7. |
|
|
| 8. |
- Singh, Amritpal, et al.
(author)
-
Temporär cykelgata i Gävle : bakgrund, utvärdering och erfarenheter
- 2024
-
In: Sammanställning av referat från Transportforum 2024. - Linköping : Statens väg- och transportforskningsinstitut. ; , s. 496-497
-
Conference paper (other academic/artistic)abstract
- Som ett led i att förbättra och öka cyklingen, funderar många kommuner på att införa regleringen cykelgata. I samband med det uppstår det ofta diskussion mellan olika intressenter: vad kommer att hända med framkomligheten i allmänhet och bilarna i synnerhet? Kommer verkligen den stipulerade hastigheten att efterföljas? Hur påverkas fotgängare? Även frågor kring kostnad för åtgärd och den förväntade nyttan är vanlig. Tyvärr blir också delar av diskussionen ofta både polariserad och subjektiv. Målsättningen med föredraget är att besvara nämnda frågor/farhågor utifrån test med temporär cykelgata i Gävle. Vid testerna genomfördes både dialog med trafikanterna men även objektiva mätningar med 3D&AI av beteenden och användningen av cykelgtan. Förutom metod och resultat kommer vi även att gå igenom Gävles slutsatser kring regleringen som sådan och hur de avser att fortsättningen. För att kunna besvara den typen av frågor och farhågor valde Gävle stad att inför regleringen cykelgata under en begränsad period längs delar av Kyrkogatan. Regeleringen cykelgata gällde under september - oktober 2022. Man valde då en utformning med vägmarkeringar, informations text och skyltning för att tydliggöra förändringen. Staden tog också bort de gatuparkeringarna som fanns längs sträckan. För att följa och utvärdera regleringen gjordes två saker:1. Dialog med trafikanter om deras upplevelse av regleringen cykelgata2. Under de två månaderna med regleringen cykelgata samt den påföljande månaden genomfördes en kontinuerlig objektiv mätning med 3D&AI sensorer. Sensorerna fångar rörelsemönster, antal och hastighetsbeteende Det sammansställda materialet av studien har presenterats för politiker och andra interna intressenter. På det sättet har det fortsatta arbetet med regleringen debatterats med dataunderlag och slutsatser dragit för framtiden.
|
|
| 9. |
- Vagin, Mikhail, et al.
(author)
-
Negatively-Doped Conducting Polymers for Oxygen Reduction Reaction
- 2021
-
In: Advanced Energy Materials. - : Wiley-VCH Verlagsgesellschaft. - 1614-6832 .- 1614-6840. ; 11:3
-
Journal article (peer-reviewed)abstract
- The oxygen reduction reaction (ORR) limits the efficiency of oxygen-associated energy conversion in fuel cells and air-metal batteries. Today, expensive noble metal catalysts are often utilized to enhance the ORR and the resulting conversion efficiency in those devices. Hence, there is an intensive research to find efficient electrodes, exhibiting a favorable electronic structure, for ORR based on abundant materials that can be manufactured using low cost processes. In that context, metal-free carbon-based nanostructures and conducting polymers have been actively investigated. The negatively doped poly(benzimidazobenzophenanthroline) (BBL) as an efficient and stable oxygen cathode material is reported here. Compared to the benchmark p-doped conducting polymer poly(3,4-ethylendioxythiophene) (PEDOT), the BBL provides electrocatalysis that fully reduces dioxygen into water, via a (2 + 2)-electron transfer pathway with hydrogen peroxide (H2O2) as an intermediate; while PEDOT limits the ORR to H2O2. It is demonstrated that n-doped BBL is a promising air electrode material for low-cost and ecofriendly model fuel cells, without the need of any co-catalysts, and its performance is found to be superior to p-doped PEDOT air electrodes.
|
|
| 10. |
- Valiollahi Bisheh, Roudabeh, et al.
(author)
-
Electrochemical hydrogen production on a metal-free polymer
- 2019
-
In: Sustainable Energy & Fuels. - : Royal Society of Chemistry. - 2398-4902. ; 3:12, s. 3387-3398
-
Journal article (peer-reviewed)abstract
- The exploration for true electrocatalytic reactions at organic conducting polymer electrodes, including chemisorption of a reactant and desorption of a product, is receiving renewed interest due to the profound implications it could have on low-cost large area electrochemical energy technology. Here, we finalize the debate about the ability of an organic electrode, more specifically poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), to be an electrocatalyst for hydrogen production. This paper proves and covers fundamental studies of the hydrogen evolution reaction (HER) on PEDOT films. Both theory based on DFT (Density Functional Theory) and experimental studies using electrochemical techniques and operando mass spectrometry suggest a Volmer-Heyrovsky mechanism for the actual HER on PEDOT. It is shown that PEDOT reaches an exchange current density comparable to that of metals (i.e. Cu, Ni, and Au) and in addition does not form passivating oxide layers or suffer from chemical corrosion in acidic media. Finally, an electrolyzer stack using the organic polymer electrode demonstrates HER performance in real applications.
|
|
