КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-23-01080
НазваниеАнодные материалы на основе оксида железа для металл-ионных аккумуляторов
Руководитель Волков Филипп Сергеевич
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург
Конкурс №118 - Конкурс на получение грантов РНФ по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка проведения научных исследований и развития научных коллективов, занимающих лидирующие позиции в определенных областях науки»
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-402 - Электрохимия и коррозия металлов
Ключевые слова Fe3O4, морфология, гидротермальный синтез, электродные материалы, композитные материалы, литий-ионные аккумуляторы, натрий-ионные аккумуляторы, удельная ёмкость, циклическая стабильность, заряд-разрядные процессы
Код ГРНТИ31.15.33
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект нацелен на разработку новых типов стабильных и высокоемких анодных материалов конверсионного типа на основе смешанно-валентного оксида железа (Fe3O4) для литий- и натрий-ионных аккумуляторов. Исследование включает в себя разработку новых синтетических подходов к получению частиц оксидов с заданными структурно-морфологическими параметрами, а также покрытий на основе углеродных материалов и проводящих полимеров. В проекте будет изучено взаимовлияние типа связующего и структурных параметров частиц на функциональные свойства анодных материалов для металл-ионных аккумуляторов. Анодные материалы на основе оксидов железа являются выгодными с точки зрения экологичности и экономической составляющей, поскольку железо является распространенным элементом и не обладает токсичностью.
Важной задачей является изучение механизма и кинетики конверсионной реакции, поскольку существующие подходы к их описанию различаются. Понимание механизма конверсионной реакции может повлиять на будущие исследования в области разработки абсолютно новых типов материалов для металл-ионных аккумуляторов. Полученные в ходе выполнения проекта результаты будут представлять важный вклад в решение масштабной проблемы создания высокоэффективных электрохимических источников тока. Представленные в проекте предложения по разработке электродных материалов для химических источников тока находятся в тренде современной науки и будут вкладом в решение актуальных и глобальных задач.
Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта:
- будет создан новый экологичный анодный материал на основе оксида железа, проводящего полимерного связующего на водной основе, оценены его электрохимические свойства;
- будет установлена взаимосвязь условий синтеза с характеристиками продуктов.
- будут найдены пути повышения эффективности работы анодных материалов на основе оксидов переходных металлов;
- будет установлена взаимосвязь между составом электродных материалов и их электрохимическими характеристиками;
- будут изучены функциональные свойства (удельная емкость, стабильность в ходе длительного тестирования) электродных материалов на основе оксидов металлов в макетах литий- и натрий-ионных аккумуляторов, а также определены кинетические параметры процессов переноса заряда в зависимости от типа связующего и морфологии электроактивного материала;
- будет осуществлена комплексная характеризация электродных материалов до, в ходе и после электрохимических тестов;
Ожидается, что исследуемые анодные материалы будут демонстрировать величины удельной ёмкости около 900-1000 мАч/г и выше при низких плотностях тока, процент падения емкости в ходе длительного циклирования (100-200 циклов) не более 20% .
Полученная в ходе выполнения проекта информация позволит создавать анодные материалы на основе оксидов переходных металлов с заданными структурно-морфологическими и электрохимическими характеристиками, а также позволит более обстоятельно изучить механизм протекающей в материале конверсионной реакции, что позволит предсказывать функциональные свойства электродных материалов.