Тема: Синтез новых анодных углеродных материалов для химических источников тока

Целью работы является получение новых анодных материалов для химических источников тока, обладающих высокими значениями удельной энергоемкости и стабильностью на различных токах разряда.

Для решения поставленной задачи будет использован переход от индивидуальных графитовых материалов, используемых в настоящее время в качестве анодов в электрохимических источниках тока, к композитным материалам на их основе. Наиболее перспективными в плане практического использования являются композитные материалы содержащие олово или кремний. Несмотря на то, что в данном направлении ведется большое количество работ, до сих пор остается ряд нерешенных проблем. Ключевыми из них являются стабильность (низкое падение удельной энергоемкости) от количества зарядно-разрядных циклов, стабильность в зависимости от тока разряда и, что немаловажно, возможность масштабирования способа получения новых материалов. Известно, что большое влияние на стабильность анодных материалов оказывают размер зерна соединения, доступность поверхности для электролита и сохранение устойчивого контакта в ходе зарядно-разрядных процессов. Таким образом, электрохимические характеристики анодов существенно зависят как от физико-химических характеристик исходных компонент композитного материала, так и от способа приготовления анода, представляющего собой композицию содержащую активную компоненту (анодный материал), а так же связующее необходимое для формирования конечного анода, который может быть использован в химических источниках тока. Синтез новых анодных материалов, а так формирование на их основе готовых анодов является важной и актуальной задачей как с точки зрения прикладного применения, так и с точки зрения получения фундаментальных знаний.

Научный руководитель: к.х.н. Улихин А.С., A.Ulihin@gmail.com 

Место практики: ИХТТМ СО РАН

Тема: Синтез и изучение электрохимических характеристик композитных электродных материалов для биосенсоров

В последние годы значительно возрос интерес к разработкам в области биосенсоров, применяемых для кардио- и энцефалографии. Такие сенсоры должны обеспечить высокую чувствительность, стабильность, не вызывать аллергических реакций на коже. Среди всех известных биосенсоров наиболее стабильными характеристиками обладают электрохимические сенсоры, чувствительный элемент которых представляет собой электрод второго рода. В данной работе в качестве электрохимического биосенсора предлагается использовать системы на основе суперионных проводников с проводимостью по ионам серебра, смешанных с металлическим серебром. Предполагается проведение широкого круга исследований, направленных на поиск оптимальных составов, изучение физико-химических характеристик таких материалов и испытания модельных электрохимических биосенсоров на основе полученных материалов. Работа проводится при поддержке гранта РФФИ.

Научный руководитель: д.х.н. Уваров Н.Ф, uvarov@solid.nsc.ru

Место практики: ИХТТМ СО РАН

Тема: Разработка электрохимических устройств на основе гетероструктур, полученных на поверхности металлов методом анодирования

Анодирование поверхности металлов является одним из методов создания различных покрытий на поверхности металлов. При определенных условиях анодирования на поверхности можно получить мезопористые пленки, представляющие собой слои оксида, содержащие сеть одномерно-упорядоченных пор приблизительно одинакового диаметра в области 10-100 нм. Важно, что размер пор можно варьировать изменением приложенного напряжения. Полученные покрытия можно использовать в качестве основы для создания гетероструктур, обладающих различными функциональными свойствами. В данной работе студент будет осваивать методику анодирования на поверхности титана и олова, исследовать морфологию полученных мезопористых слоев в зависимости от условий проведения процесса. В мезопоры полученных слоев будут внедрены ионные соли с целью получения композиционных твердых электролитов и планарных электрохимических устройств.

Научный руководитель: д.х.н. Уваров Н.Ф, uvarov@solid.nsc.ru

Место практики: ИХТТМ СО РАН

Тема: Синтез органических солей со структурой перовскита и изучение механизма их ионной проводимости

В последние годы большое внимание уделяется новому классу устройств фотовольтаики, основанному на применении органических солей [(CH₃)₃NH]MI₃ (M = Pb, Sn) со структурой перовскита. Эти соединений обладают уникальными фотоэлектронными свойствами, и могут быть использованы в качестве фоточувствительных материалов для создания фотовольтаических преобразователей с высоким коэффициентом полезного действия. Несмотря на большое количество исследований, направленных на разработку конкретных фотоэлектрических устройств с соединениями на основе органических перовскитов, механизмы дефектообразования и ионного переноса в этих соединениях остаются малоизученными. В данной работе предполагается провести допирование соединений [(CH₃)₃NH]PbI₃ добавками различных катионов и анионов с целью выяснения механизма образования дефектов, ионного переноса, а также влияния ионных дефектов на фотоэлектрические характеристики указанных соединении.

Научный руководитель: д.х.н. Уваров Н.Ф, uvarov@solid.nsc.ru

Место практики: ИХТТМ СО РАН