Российский научный фонд объявил результаты конкурса на получение грантов для малых отдельных научных групп в 2024–2025 гг. Среди заявок, отобранных экспертным советом фонда, поддержку получили проекты старшего научного сотрудника лаборатории кинетики ИВТЭ УрО РАН, кандидата химических наук Екатерины Антоновой и научного сотрудника той же лаборатории Анны Ходимчук.
Оба проекта направлены на исследования в области чистой и ресурсосберегающей энергетики, а именно на разработку и усовершенствование устройств, напрямую преобразующих химическую энергию в электроэнергию и наоборот. Твердооксидные электрохимические устройства (топливные элементы и электролизеры) отличаются высоким КПД, экологической чистотой, бесшумностью, энергонезависимостью и автономностью. Однако на данный момент рабочие температуры этих устройств превышают 800оС, и генерируемая ими электроэнергия является весьма дорогой. Для решения этой проблемы необходим комплексный подход: снижение рабочей температуры устройств, поиск подходящих материалов, сочетающих все необходимые свойства, исследование процессов, протекающих при работе устройства, а также разработка методов исследования синтезированных материалов и процессов.
— Создание эффективно функционирующих электродов для протон-проводящих оксидов является актуальной задачей современной водородной энергетики. Протон-проводящие оксиды в зависимости от внешних условий могут проявлять как чисто протонную, так и смешанную ионную (кислород-ионную и протонную) и смешанную ионно-электронную проводимость. Этим обусловлено многообразие возможных механизмов протекания электродной реакции электровосстановления кислорода, — рассказала Екатерина Антонова. — Мы планируем получить фундаментальные результаты, касающиеся протекания процесса электровосстановления кислорода на оксидных электродах, обладающих протонной проводимостью. Эти исследования позволят сформулировать предложения по повышению электрохимической активности электродов в электрохимических устройствах на твердых протон-проводящих электролитах».
— Изучение кинетических характеристик взаимодействия молекулярного кислорода с новыми перспективными электродными материалами на основе феррита бария позволит осознанно прогнозировать и создавать материалы с высокими функциональными характеристиками для высокоэффективных протон-проводящих топливных элементов. Впервые планируется сопоставить результаты двух независимых методов: импульсный изотопный обмен кислорода и метод релаксации давления кислорода, полученные на одном материале. Благодаря этому можно будет всесторонне оценитькинетические процессы, протекающие в сложнооксидной системе и, в дальнейшем, целенаправленно влиять на свойства компонентов ТОТЭ с целью повышения эффективности работы реальных твердооксидных электрохимических устройств для возобновляемой и водородной энергетики, — отметила Анна Ходимчук.
Создание высокоэффективных и экологичных источников электрической энергии и энергоустановок нового поколения позволит снизить канцерогенные выбросы и приблизиться к новому уровню рационального природопользования и зеленой энергетике будущего.
Поздравляем молодых ученых и желаем успешной реализации проектов и плодотворной научной работы!
оксидов является актуальной задачей современной водородной энергетики. Протон-проводящие оксиды в зависимости от внешних условий могут проявлять как чисто протонную, так и смешанную ионную (кислород-ионную и протонную) и смешанную ионно-электронную проводимость. Этим обусловлено многообразие возможных механизмов протекания электродной реакции электровосстановления кислорода, — рассказала Екатерина Антонова. — Мы планируем получить фундаментальные результаты, касающиеся протекания процесса электровосстановления кислорода на оксидных электродах, обладающих протонной проводимостью. Эти исследования позволят сформулировать предложения по повышению электрохимической активности электродов в электрохимических устройствах на твердых протон-проводящих электролитах».
импульсный изотопный обмен кислорода и метод релаксации давления кислорода, полученные на одном материале. Благодаря этому можно будет всесторонне оценитькинетические процессы, протекающие в сложнооксидной системе и, в дальнейшем, целенаправленно влиять на свойства компонентов ТОТЭ с целью повышения эффективности работы реальных твердооксидных электрохимических устройств для возобновляемой и водородной энергетики, — отметила Анна Ходимчук.