| Название НИОКТР |
Синтез и исследование натрий-ниобий фосфатных бронз Nax(NbO3)2m(PO2)n в качестве потенциальных электродных материалов для натрий-ионных аккумуляторов
|
| Аннотация |
Актуальность данного проекта состоит в имеющейся потребности в новых накопителях энергии, вызванной быстрым истощением литиевых ресурсов в результате увеличения спроса на энергоносители. Замена лития на натрий в металл-ионных аккумуляторах позволит частично замедлить потребление литиевых ресурсов за счет сокращения сфер применения. В связи с этим ведется активный поиск перспективных натрийсодержащих материалов, обладающих высокой ионной проводимостью и способностью обратимо интеркалировать ионы натрия в ходе циклирования. К таким материалам можно отнести полианионные натрийсодержащие соединения, которые привлекают внимание высокой проводимостью по ионам натрия, структурной устойчивостью, обеспечивающей стабильность материала при многочисленных циклах заряда/разряда, высокими мощностными характеристиками и высокой теоретической емкостью за счет возможной реализации многоэлектронного процесса с участием двух окислительно-восстановительных пар M(n+1)+/Mn+ и M(n+2)+/M(n+1)+. В данном проекте предлагается синтезировать и исследовать не менее двух натрий-ниобий фосфатных бронз Nax(NbO3)2m(PO2)n (m=1-4 , n=1-4 ). Предполагается, что данные соединения будут обладать высокой ионной проводимостью и способностью к обратимой интеркаляции ионов натрия в процессе циклирования.
Научная новизна данного исследования заключается в разработке и изучении натрий-ниобийсодержащих фосфатных бронз Nax(NbO3)2m(PO2)n (m=1-4 , n=1-4 ), что позволит расширить представление о соединениях, которые могут выступать в качестве электродных материалов для натрий-ионных аккумуляторов.
В рамках данного проекта планируется выполнить:
1) подбор оптимальных условий синтеза (твердофазный, гидротермальный, золь-гель) натрий-ниобийсодержащих фосфатных бронз Nax(NbO3)2m(PO2)n (m=1-4 , n=1-4 );
2) всестороннее исследование синтезированных материалов структурными, спектральными, микроскопическими и термическими методами анализа, такими как рентгенофазовый анализ (РФА), инфракрасная спектроскопия (ИК), спектроскопия комбинационного рассеяния (КР), спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР), сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), синхронный термический анализ (СТА);
3) определение путей миграции ионов натрия с последующей оценкой энергетических барьеров путем компьютерного моделирования с использованием программного комплекса ToposPro и softBV, а также проведение кинетического Монте-Карло (KMC) моделирования для расчета ионной проводимости при различных температурах;
4) исследование проводящих свойств с использованием спектроскопии электрохимического импеданса (ионная проводимость) и хроноамперометрии (электронная проводимость) при различных температурах;
5) изучение электрохимических свойств с использованием циклической хронопотенциометрии и определение коэффициентов диффузии ионов натрия с использованием гальваностатического прерывистого титрования (GITT) в полуячейках с натриевым противоэлектродом.
6) исследование состава и структуры продуктов, образующихся в ходе циклирования.
Проект в равной степени направлен как на развитие фундаментальных представлений о взаимосвязи проводящих и электрохимических свойств с составом, структурой и дизайном исследуемых материалов, так и на развитие прикладных аспектов, связанных с получением новых функциональных материалов. Поиск новых материалов для накопителей энергии является комплексной и масштабной проблемой, успешное решение которой внесет ощутимый вклад в развитие электрохимического материаловедения.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
3000.0
|
| Дата начала |
2025-09-19
|
| Дата окончания |
2027-06-17
|
| Номер контракта |
25-73-00012
|
| Дата контракта |
2025-09-15
|
| Количество отчетов |
1
|
| УДК |
544-16 539.2:54
|
| Количество просмотров |
3
|
| Руководитель работы |
Шиндров Александр Александрович
|
| Руководитель организации |
Немудрый Александр Петрович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ХИМИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА И МЕХАНОХИМИИ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-10-23 08:42:14 UTC, 2025-10-23 08:42:14 UTC
|
| ОКПД |
Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
натрий-ионный аккумулятор; электродный материал; зарядная/разрядная емкость; ионная и электронная проводимость; Nb-фосфатные бронзы
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
31.15.19 - Химия твердого тела
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физическая химия; 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 |
—
|
