Нові матеріали сучасних енергоперетворюючих систем: синтез, структура фізико-хімічні та електрохімічні властивості, застосування

Abstract

Об’єкт дослідження – оксиди олова, танталу, титану у нанодисперсному стані, стабільні фази складних оксидів системи Li-Co-Mn-O, поліядерні комплекси кобальту та нікелю з етаноламінами та продукти їх піролізу. Мета роботи - синтез та дослідження нових електрохімічно активних сполук на базі оксидів металів (в тому числі нанодисперсних). Вивчення гетеро металічних поліядерних комплексів d-металів та дослідження електрокаталітичної дії продуктів їх піролізу в реакції електрохімічної інтеркаляції літію у вуглецеві матеріали. На базі вказаних досліджень розробка наукових основ для цілеспрямованого створення більш ефективних електродних матеріалів для літієвих акумуляторів. Методи дослідження: рентгенофазовий аналіз, хімічний аналіз, електронна мікроскопія, кондуктометрія, гальваностатичний та потенціодинамічний електрохімічний метод. Теоретично обгрунтована і експериментально доведена можливість синтезу нанодисперсних оксидних сполук металів заданого складу і дисперсності шляхом окиснення металів або їх сполук в нітратному розплаві заданої основності, яка може регулюватися шляхом введення спеціальних добавок. Вперше показана можливість створення каталітичних центрів на поверхні графіту шляхом піролізу гетерометальних поліядерних комплексів кобальту-нікелю з етаноламінами. Встановлені області існування шпінельних та шаруватих структур в ізотермічному (800оС) перетині псевдопотрійної системи Li-Co-Mn-O. Отримано графітові матеріали, модифіковані продуктами піролізу поліядерних комплексів Co-Ni з етаноламінами, шо мають покращені струмові характеристики при використанні в негативному електроді літій-іонного акумулятора. Синтезовані зразки нанодисперсних оксидів металів, що мають електрохімічну активність відносно реакції інтеркаляції літію. Отримані шпінельні фази LiMe2O4 (Me=Mn+Co), що мають кращі електрохімічні характеристики, ніж стандартний матеріал складу LiMn2O4. Результати НДР планується впровадити при створенні нових ефективних електродних матеріалів літій-іонного акумулятора. Прогнозне припущення про розвиток досліджень – розробка потужного і безпечного акумулятора для використання в електромобілях.