| Название НИОКТР |
Разработка нового подхода к исследованию пористых материалов для электролитических конденсаторов и суперконденсаторов, основанного на использовании спектроскопии электрохимического импеданса
|
| Аннотация |
Электролитические конденсаторы и суперконденсаторы широко используются в качестве устройств накопления и преобразования энергии. Поскольку энергия накапливается на межфазных границах, для повышения емкостных характеристик часто используют пористые материалы с высокой удельной поверхностью, предъявляют высокие требования к стабильности межфазных границ. Дальнейшее усовершенствование технологии таких устройств требует новых подходов к исследованию как геометрических параметров пористой структуры, так и состоянию межфазных границ и процессов внутри пористого тела. Для решения этих задач наиболее перспективно использование электрохимической импедансной спектроскопии (ЭИС), основанной на изучении в широком диапазоне частот отклика электрохимической системы на синусоидальное возбуждение малой амплитуды. ЭИС позволяет разделить суммарный процесс на стадии, которые проявляют себя на разных участках частотного диапазонах из-за различий характерных времен их релаксации. В настоящее время идут активные ЭИС исследования различных пористых материалов для конденсаторов, разрабатываются новые подходы к анализу полученных результатов для получения максимальной информации о процессах внутри пористого тела.
В проекте предлагается усовершенствовать имеющиеся и разработать новые подходы к проведению исследований и анализу результатов методом ЭИС для ряда важных с практической точки зрения материалов электролитических конденсаторов и суперконденсаторов (спеченные порошки тантала, различныe пористые углеродные материалы). Планируется проведение работ по трем основным направлениям. Во-первых, будут предложены новые подходы к анализу релаксации пористой структуры для определения ее геометрических параметров (характерных размеров пор и распределения пор по размерам) и закономерностей потери энергии в ней, связанной с перераспределением заряда между порами разного размера. Полученные результаты будут анализироваться вместе с данными по пористости, полученными методами, основанными на адсорбции/десорбции газов. Во-вторых, планируется провести Мотт-Шоттки анализ состояния межфазных границ, что позволит определить тип и концентрацию носителей заряда. Проведение такого анализа при различных частотах переменного тока может дать информацию о состояния межфазных границ в порах разного размера, поскольку времена релаксации зависят от размера пор. Третьим направлением будет изучение закономерностей заполнения и смачивания электролитами различной вязкости порового пространства с разным характерным размером и распределением пор. Это важно, например, для процессов формирования фазы диоксида марганца или поли(3,4-этилендиокситиофен) полистирлолсульфаната из жидкой фазы в танталовых конденсаторах. По мере заполнения пор электролитом будет возрастать емкость, что легко отслеживается по временным зависимостям импеданса образца после погружения в электролит, при этом частотная зависимость позволит оценить скорость заполнения пор разного размера. Второе и третье направление предлагаемых в проекте исследований являются принципиально новыми для пористых материалов электролитических конденсаторов и суперконденсаторов.
Предлагаемый проект полностью соответствует задачам региональной промышленности, одной из которых является разработка, совершенствование и производство электролитических конденсаторов, в том числе танталовых конденсаторов и суперконденсаторов (АО Элеконд). Выполнение проекта будет способствовать развитию науки и технологии как в Удмуртской Республике, так и в РФ.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
3000.0
|
| Дата начала |
2025-04-17
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
25-23-20002
|
| Дата контракта |
2025-04-17
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
544.6
|
| Количество просмотров |
19
|
| Руководитель работы |
Сюгаев Александр Вячеславович
|
| Руководитель организации |
Альес Михаил Юрьевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "УДМУРТСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
—
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-07-04 12:34:01 UTC, 2025-07-04 12:34:01 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области химических наук
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
моделирование; конденсатор; пористость; межфазная граница; Электрохимическая импедансная спектроскопия; электролит; двойной электрический слой; емкость; частотная зависимость
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
Индустрия наносистем
|
| Критические технологии |
Технологии диагностики наноматериалов и наноустройств
|
| Рубрикатор |
31.15.33 - Электрохимия
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физическая химия
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': 'WES9LD66X8ZQEHDUHF75VNZJ'}]}
|
