| Название НИОКТР |
Разработка углеродных электродов с функциональными группами для улучшения взаимодействия с полимерными редокс-системами
|
| Аннотация |
Целью проекта является разработка и исследование электродных материалов для проточных аккумуляторов, использующих редокс-активные полимерные соединения в качестве католита и анолита. Проточные батареи представляют собой перспективные источники энергии, востребованные для сетевых систем хранения благодаря высокой масштабируемости, долговечности и гибкости в установке. Однако традиционные проточные батареи, основанные на неорганических соединениях (например, ванадии и бромидах), сталкиваются с рядом эксплуатационных и экономических ограничений. Одной из основных проблем остается быстрый износ ионообменных мембран, необходимых для разделения католита и анолита, что повышает стоимость и снижает надежность таких систем.
Проект нацелен на преодоление этих ограничений через использование редокс-активных полимеров, которые благодаря своей крупной молекулярной структуре не способны проникать через поры неионообменных мембран. Это позволяет применять более дешевые и надежные пористые мембраны (например, диализные) вместо дорогостоящих ионообменных мембран (таких как нафион). Полимерные редокс-соединения обладают потенциалом для применения в составе и католитов и анолитов, так как могут обеспечить высокую концентрацию активных групп, которые способны участвовать в окислительно-восстановительных реакциях, что необходимо для создания проточных аккумуляторов с высокой емкостью. Однако их практическое применение ограничивается медленной кинетикой реакций на электродах: для снижения вязкости растворов таких полимеров предпочтительно, чтобы макромолекулы существовали в растворе в компактной конформации или в виде глобулярного агрегата. В такой конформации активными остаются только поверхностные редокс-группы, что замедляет перенос заряда, и, в результате, извлекается лишь малая доля теоретической ёмкости.
Для улучшения кинетики переноса заряда проект предполагает исследование различных подходов к контролю взаимодействия «полимер-электрод». Электродные материалы на основе углерода и сами редокс-активные полимеры будут модифицироваться функциональными группами, способными эффективно взаимодействовать друг с другом. Этот процесс модификации направлен на «разворачивание» полимерных цепей и обеспечение доступа ко всем редокс-группам полимера, что повышает емкость и скорость окислительно-восстановительных реакций. При этом важно подобрать такие группы, взаимодействие которых с полимерными цепями достаточно сильное для улучшения кинетики переноса заряда, но при этом не приводит к необратимой адсорбции полимера на электроде. Оптимизация взаимодействия полимеров с поверхностью электродов является центральной задачей проекта, а ее успешное решение позволит повысить эффективность и долговечность проточных батарей, работающих на органических редокс-полимерах.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
True
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
21000.0
|
| Дата начала |
2025-05-27
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
25-13-00185
|
| Дата контракта |
2025-05-27
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
544.6
|
| Количество просмотров |
6
|
| Руководитель работы |
Алексеева Елена Валерьевна
|
| Руководитель организации |
Лебедева Елена Витальевна
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
—
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-06-17 13:23:57 UTC, 2025-08-07 08:27:51 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области химических наук
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
модификация поверхности; углеродные материалы; редокс-активные полимеры; функциональные группы; Проточные аккумуляторы
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
31.15.33 - Электрохимия
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Электрохимия (сухие элементы, батареи, топливные элементы, коррозионные металлы, электролиз)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения;
|
| Регистрационные номера |
—
|
