Двойная победа

В начале июля были объявлены результаты конкурса 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых». Он проходит в рамках президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми. Победителями стали две научные группы ИВТЭ, возглавляемые доктором химических наук Натальей Тарасовой и кандидатом физико-математических наук Максимом Власовым.

Наталья Тарасова исследует перспективные блочно-слоевые материалы c протонной и тройной протонной-кислородной-электронной проводимостью, их химический дизайн и использование в электрохимических устройствах. Цель проекта — научно обоснованный поиск новых материалов (высокоэффективных протон-проводящих электролитов, а также совместимых с ними катодных материалов для среднетемпературных электрохимических устройств) и установление фундаментальной взаимосвязи состава и строения сложнооксидных систем с их транспортными характеристиками и химической устойчивостью. Будут комплексно исследованы принципиально новые соединения с блочно-слоевой структурой, полученные на основе А^IIMInO₄ (A = Sr, Ba, M = La, Pr). Допирование катионной подрешетки металлами с переменной степенью окисления позволит синтезировать материалы с тройной протонной-кислородной-электронной проводимостью, а допирование элементами с постоянной степенью окисления — материалы с доминирующим протонным переносом. Полученные смешанные ионно-электронные и протонные проводники будут обладать близкими блочно-слоевой структурой и коэффициентами термического расширения. Ранее подобные исследования в мире не проводились. Между тем создание новых материалов для среднетемпературных электрохимических устройств на основе блочно-слоевых сложных оксидов — актуальное и перспективное научное направление для развития отечественной водородной и электрохимической энергетики.

Проект  Максима Власова направлен на изучение электронной структуры и структуры ближнего порядка в стеклах, стеклокерамиках и кристаллических материалах, перспективных в качестве электролитов для полностью твердофазных литиевых батарей. Исследование способствует расширению знаний о фундаментальных свойствах таких материалов и поиску корреляций между этими свойствами и литий-ионной проводимостью. Результаты работы позволят целенаправленно оптимизировать транспортные свойства твердофазных литий-проводящих электролитов и в будущем  перейти к полностью твердофазным литиевым батареям, которые по ряду параметров превосходят распространенные в настоящее время литий-ионные батареи (аккумуляторы) с жидко-органическим или полимерным электролитом. По итогам исследования можно будет также сделать вывод о перспективности предложенного подхода к сопоставлению свойств «проводимость – локальная структура – электронная структура (вблизи края фундаментального поглощения)» и о целесообразности его использования в изучении других литий-проводящих твердых электролитов.

Поздравляем исследовательские группы, желаем успешной реализации проектов и исполнения амбициозных планов!