Projektowanie katalizatorów i biopaliw alternatywnych

W zespole Projektowania katalizatorów i biopaliw alternatywnych prowadzone są badania w zakresie projektowania katalizatorów heterogenicznych i homogenicznej oraz kompleksowych procesów technologicznych, z zastosowaniem metod eksperymentalnych (spektroskopia, chromatografia, elektrochemia) i obliczeniowych chemii teoretycznej (MD, ML, DFT).

Tematyka wykonywanych prac obejmuje przede wszystkim:

• Badania procesu waloryzacji biomasy w kierunku pozyskiwania biopaliw, cennych związków chemicznych i energii,

• Nowoczesne technologie produkcji zielonych biopaliw, uwzględniając technologie bezwęglowe

• Modelowanie katalizatorów w warunkach procesowych,

• Badania właściwości fizykochemicznych katalizatorów,

• Charakterystykę mechanizmów reakcji katalitycznych w kompleksowych warunkach procesowych,

• Projektowanie procesów technologicznych i biorafineryjnych ze wsparciem narzędzi sztucznej inteligencji.

Współpraca zagraniczna i krajowa:

• Paul Scherrer Institute, Szwajcaria
• Casale SA, Szwajcaria
• Intermag, Polska
• Bioagra-Oil S.A., Polska
• Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN
• Instytut Energetyki Cieplnej, Politechnika Poznańska, Polska
• University of Applied Sciences and Arts of Southern Switzerland, Lugano, Szwajcaria
• Institute for Energy Technology, Eastern Switzerland University of Applied Sciences, Rapperswil, Szwajcaria
• Unité de Catalyse et de Chimie du Solide, UCCS, Université de Lille, Francja
• Department of Chemistry, Università degli Studi di Bari "Aldo Moro", Włochy

Publikacje:

• Buttignol Filippo,Fischer Jörg W. A., Clark Adam H., Elsener Martin, Garbujo Alberto, Biasi Pierdomenico, Czekaj Izabela, Nachtegaal Maarten, Jeschke Gunnar, Kröcher Oliver: Iron-catalysed cooperative redox mechanism for the simultaneous conversion of nitrous oxide and nitric oxide, Nature Catalysis, 2024, s. 1-11, DOI:10.1038/s41929-024-01231-3, IF(42,8)
• Czekaj Izabela,Sobuś Natalia: Odors adsorption in zeolites including natural clinoptilolite: theoretical and experimental studies, Materials, MDPI, vol. 17, nr 13, 2024, Numer artykułu: 3088, s. 1-23, DOI:10.3390/ma17133088, IF(3,1)
• Kurzydym Izabela,Czekaj Izabela: Mechanisms for deNOx and deN2O processes on FAU zeolite with a bimetallic Cu-Fe dimer in the presence of a hydroxyl group – DFT theoretical calculations, Molecules, MDPI, vol. 29, nr 10, 2024, Numer artykułu: 2329, s. 1-18, DOI:10.3390/molecules29102329, IF(4,2)
• Yeskendir B.,Kurzydym I., Simon P., Nuns N., Marinova M., Vezin H., Courtois C., Lorgouilloux Y., Czekaj I., Paul J.-F.: Insights into the nature of Zr-species in MFI-type Zr-metallosilicates by using bulk and surface techniques, Microporous and Mesoporous Materials, vol. 378, 2024, Numer artykułu: 113261, s. 1-7, DOI:10.1016/j.micromeso.2024.113261, łączna liczba autorów: 13, IF(4,8)
• Kurzydym Izabela,Garbujo Alberto, Biasi Pierdomenico, Czekaj Izabela: Change in the nature of ZSM-5 zeolite depending on the type of metal adsorbent–the analysis of DOS and orbitals for iron species, International Journal of Molecular Sciences, MDPI, vol. 24, nr 4, 2023, Numer artykułu: 3374, [1-12], DOI:10.3390/ijms24043374, IF(4,9)
• Kurzydym Izabela,Magnuszewska Weronika, Czekaj Izabela: Comparison of the mechanisms of deNOx and deN2O processes on bimetallic Cu-Zn and monometallic Cu-Cu dimers in clinoptilolite zeolite – a DFT study simulating industrial conditions, Catalysts, MDPI, vol. 13, nr 8, 2023, Numer artykułu: 1210, [1-21], DOI:10.3390/catal13081210, IF(3,8)
• Sobuś Natalia,Czekaj Izabela: Catalytic transformation of biomass-derived hemicellulose sugars by the one-pot method into oxalic, lactic, and levulinic acids using a homogeneous H2SO4 catalyst, Catalysts, MDPI, vol. 13, nr 2, 2023, Numer artykułu: 349, [1-13], DOI:10.3390/catal13020349, IF(3,8)
• Kornaus Kamil,Czekaj Izabela, Sobuś Natalia, Lach Radosław, Gubernat Agnieszka: Remarkable structural modifications of tialite solid solutions obtained by different methods, Materials, MDPI, vol. 15, nr 11, 2022, Numer artykułu: 3981, [1-18], DOI:10.3390/ma15113981, IF(3,4)
• Kurzydym Izabela,Czekaj Izabela: The effect of the presence of a hydroxyl group on the vibration frequencies of NO and NH3 adsorbates on Cu-Zn bimetallic nanoparticles in ZSM-5 and FAU zeolite – a DFT study, Journal of Molecular Structure, Elsevier BV, vol. 1255, 2022, Numer artykułu: 132440, s. 1-8, DOI:10.1016/j.molstruc.2022.132440, IF(3,8)
• Kurzydym Izabela,Czekaj Izabela: Theoretical studies on the mechanism of deNOx process in Cu–Zn bimetallic system – comparison of FAU and MFI zeolites, Molecules, MDPI, vol. 27, nr 1, 2022, Numer artykułu: 300, [1-10], DOI:10.3390/molecules27010300, IF(4,6)
• Michorczyk Barbara,Sikora Jakub, Kordon-Łapczyńska Bogusława, Gaweł Dorota, Czekaj Izabela: Raw biogas as feedstock for the OCM process, Catalysts, MDPI, vol. 12, nr 1, 2022, Numer artykułu: 54, [1-16], DOI:10.3390/catal12010054, IF(3,9)
• Sobuś Natalia,Czekaj Izabela: Catalytic transformation of biomass-derived glucose by one-pot method into levulinic acid over Na-BEA zeolite, Processes, MDPI, vol. 10, nr 2, 2022, Numer artykułu: 223, [1-13], DOI:10.3390/pr10020223, IF(3,5)
• Sobuś Natalia,Król Magdalena, Piotrowski Marcin, Michorczyk Barbara, Czekaj Izabela, Kornaus Kamil, Trenczek-Zając Anita, Komarek Sebastian: Conversion of dihydroxyacetone to carboxylic acids on pretreated clinoptilolite modified with iron, copper, and cobalt, Catalysis Communications, vol. 171, 2022, Numer artykułu: 106509, [1-10], DOI:10.1016/j.catcom.2022.106509, IF(3,7)
• Sobuś Natalia,Czekaj Izabela: Lactic acid conversion into acrylic acid and other products over natural and synthetic zeolite catalysts: theoretical and experimental studies, Catalysis Today, vol. 387, 2022, s. 172-185, DOI:10.1016/j.cattod.2021.10.021, IF(5,3)
• Kurzydym Izabela,Czekaj Izabela: Projektowanie katalizatorów bimetalicznych Cu-Zn na zeolicie FAU do procesu deNOx SCR za pomocą modelowania molekularnego, W: Nowoczesne technologie – strategie, rozwiązania i perspektywy rozwoju. T. 2 / Mołdoch-Mendoń Izabela, Skrzątek Konrad (red.), 2021, Wydaw. Naukowe TYGIEL, ISBN 978-83-66489-79-0
• Jodłowski Przemysław J.,Czekaj Izabela, Stachurska Patrycja, Kuterasiński Łukasz, Chmielarz Lucjan, Jędrzejczyk Roman J., Jeleń Piotr, Sitarz Maciej, Górecka Sylwia, Kurzydym Izabela: Experimental and theoretical studies of sonically prepared Cu–Y, Cu–USY and Cu–ZSM-5 catalysts for SCR deNOx, Catalysts, MDPI, vol. 11, nr 7, 2021, Numer artykułu: 824, [1-21], DOI:10.3390/catal11070824, łączna liczba autorów: 11, IF(4,501)
• Kurzydym Izabela,Czekaj Izabela: Theoretical studies of deNOx SCR over Cu-, Fe- and Mn-FAU catalysts, Chemistry and Chemical Technology, National Library of Ukraine Vernadsky, vol. 15, nr 1, 2021, s. 16-25, DOI:10.23939/chcht15.01.016, IF(0,9)
• Sobuś Natalia,Czekaj Izabela: Comparison of synthetic and natural zeolite catalysts’ behavior in the production of lactic acid and ethyl lactate from biomass-derived dihydroxyacetone, Catalysts, MDPI, vol. 11, nr 8, 2021, Numer artykułu: 1006, [1-18], DOI:10.3390/catal11081006, IF(4,501)
• Kurzydym Izabela,Czekaj Izabela: Modelling of porous metal-organic framework (MOF) materials used in catalysis, Czasopismo Techniczne, Politechnika Krakowska, vol. 117, nr 1, 2020, Numer artykułu: 2020/012, [1-23], DOI:10.37705/TechTrans/e2020012
• Sobuś Natalia,Czekaj Izabela, Diichuk Volodymyr, Kobasa Igor M.: Characteristics of the structure of natural zeolites and their potential application in catalysis and adsorption processes, Czasopismo Techniczne, Politechnika Krakowska, vol. 117, nr 1, 2020, Numer artykułu: 2020/043, [1-20], DOI:10.37705/TechTrans/e2020043
• Sobuś,Kurzydym I., Piotrowski M., Czekaj I.: Ethyl lactate and pyruvic acid production from dihydroxyacetone over zeolite catalysts, W: Collection of articles „Fundamental and applied research in modern chemistry” (on the materials of the 6th International Correspondence Cientific-Practical Conference of Young Scientists: Nizhyn, April 24, 2019) / Suhovêêva V. V. (red.), 2019, [NDU ìm. Mikoli Gogolâ], ISBN 978-617-527-204-6, s. 97-101
• Czekaj Izabela,Sobuś Natalia: Cluster model DFT study of lactic acid dehydration over Fe and Sn-BEA zeolite, Current Chemistry Letters, vol. 8, nr 4, 2019, s. 187-198, DOI:10.5267/j.ccl.2019.005.002
• Kurzydym Izabela,Czekaj Izabela: Nano-design of zeolites biomass wastes valorization: dehydration of lactic acid into acrylic acid, Inżynieria Mineralna, Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin, nr 1 (43), 2019, s. 169-172, DOI:10.29227/IM-2019-01-32.
• Sobuś Natalia,Michorczyk Barbara, Piotrowski Marcin, Kuterasiński Łukasz, Chlebda Damian K., Łojewska Joanna, Jędrzejczyk Roman J., Jodłowski Przemysław, Kuśtrowski Piotr, Czekaj Izabela: Design of Co, Cu and Fe–BEA zeolite catalysts for selective conversion of lactic acid into acrylic acid, Catalysis Letters, vol. 149, nr 12, 2019, s. 3349-3360, DOI:10.1007/s10562-019-02883-8, IF(2,482)
• Zaręba Przemysław,Jaśkowska Jolanta, Czekaj Izabela, Satała Grzegorz: Design, synthesis and molecular modelling of new bulky Fananserin derivatives with altered pharmacological profile as potential antidepressants, Bioorganic & Medicinal Chemistry, Pergamon Press, vol. 27, nr 15, 2019, s. 3396-3407, DOI:10.1016/j.bmc.2019.06.028, IF(3,073)
• Czekaj Izabela,Sobuś Natalia: Nano-design of zeolite-based catalysts for selective conversion of biomass into chemicals, 2018, Wydaw. PK, ISBN 978-83-7242-785-4, 122
• Czekaj Izabela,Sobuś Natalia: Concepts of modern technologies of obtaining valuable biomass-derived chemicals, Czasopismo Techniczne, Politechnika Krakowska, vol. 115, nr 8, 2018, s. 35-58, DOI:10.4467/2353737XCT.18.114.8889
• Czekaj Izabela,Sobuś Natalia: Vibrational structure of selected compounds derived from biomass: lignin dimers, selected aldopentoses and aldohexoses, Journal of Chemistry and Chemical Engineering, nr 12, 2018, s. 11-19, DOI:10.17265/1934-7375/2018.01.002
• Ferraresi Giulio,Villevieille Claire, Czekaj Izabela, Horisberger Michael, Novák Petr, El Kazzi Mario: SnO2 model electrode cycled in Li-ion battery reveals the formation of Li2SnO3 and Li8SnO6 phases  through conversion reactions, ACS Applied Materials & Interfaces, American Chemical Society, vol. 10, nr 10, 2018, s. 8712-8720, DOI:10.1021/acsami.7b19481, IF(8,456)
• Leanza Daniela,Vaz Carlos A. F., Czekaj Izabela, Novák Petr, Kazzi Mario El: Solving the puzzle of Li4Ti5O12 surface reactivity in aprotic electrolytes in Li-ion batteries by nanoscale XPEEM spectromicroscopy, Journal of Materials Chemistry A: materials for energy and sustainability, Royal Society of Chemistry, nr 8, 2018, s. 3534-3542, DOI:10.1039/C7TA09673A, IF(10,733)
• Czekaj Izabela:Rola nośnika w przemysłowych procesach katalitycznych. Modelowanie teoretyczne, Przemysł Chemiczny, Wydawnictwo SIGMA - N O T Sp. z o.o., vol. 95, nr 10, 2016, s. 1912-1916, DOI:10.15199/62.2016.10.11, IF(0,385)
• Kazzi Mario El,Czekaj Izabela, Berg Erik J., Novák Petr, Brown Matthew A.: Investigation of Li-Ion solvation in carbonate based electrolytes using near ambient pressure photoemission, Topics in Catalysis, vol. 59, nr 5, 2016, s. 628-634, DOI:10.1007/s11244-015-0518-2,  IF(2,486)

Patenty:

UPRP Patent nr 245465 Sposób otrzymywania katalizatora zeolitowego dla procesu konwersji kwasu mlekowego do akrylowego (Method to obtain a zeolite catalyst for the conversion of lactic acid to acrylic acid)(24.05.2024) Zgłaszający: Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, Autorzy: Izabela Czekaj, Natalia Sobuś

UPRP Patent nr 245466 Sposób otrzymywania katalizatora zeolitowego dla procesu konwersji kwasu mlekowego do akrylowego (Method to obtain a zeolite catalyst for the conversion of lactic acid to acrylic acid) (24.05.2024), Zgłaszający: Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, Autorzy: Izabela Czekaj, Natalia Sobuś

UPRP Patent nr P.443105 [WIPO ST 10/C PL443105, decyzja z dnia 5.2.2025] Sposób otrzymywania kwasów karboksylowych z biomasy lignocelulozowej z wykorzystaniem frakcji Hemicelulozowej, Zgłaszający: Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, Kraków, Polska, Autorzy: Izabela Czekaj, Natalia Sobuś