ИСТИНА

В связи с необходимостью обеспечения постоянно растущих потребностей человечества в энергии, проект направлен на разработку современных высокоэффективных устройств её хранения и предполагает комплексный подход для их реализации на основе различных типов двумерных материалов. Участники проекта имеют огромный опыт работ как в области синтеза и характеризации электродных материалов и электролитов, так и монтажа и исследования электрохимических устройств в целом, что отражено в высокоцитируемых публикациях. Имеющиеся наработки позволят получить и исследовать новые 2D-материалы, такие как модифицированные различным образом производные графена и максенов (слоистых карбидов переходных металлов). В ходе проекта планируется сфокусироваться на применении полученных материалов для суперконденсаторных сборок с неводными электролитами, а также литий- и натрий-ионных батарей. Структурные особенности упоминаемых фаз и электрохимические свойства сборок на их основе будут подробно изучены с применением самых современных методов исследования: ИК- и КР-спектроскопии, рентгенофазового анализа, ПЭМ ВР, РФЭС, спектроскопии импеданса и др. Таким образом, научная значимость проекта - достаточно велика, а получаемые результаты будут соответствовать, а, в ряде случаев, и превосходить, мировой уровень. Реализация данного проекта позволит разработать устройства хранения энергии с высокими емкостными, мощностными и экплуатационными характеристиками, повысить их безопасность. Немаловажно, что в коллективе много молодых участников, и получение проекта позволит им закрепиться в научном сообществе, наладить тесные международные связи.

In accordance with the ensure of the growing needs of mankind for energy, the project is aimed at development of highly efficient devices for its storage and assumes a comprehensive approach for their implementation based on various types of two-dimensional materials. The project participants have the experience in both - synthesis and characterization of electrode materials and electrolytes, and in the assembling and research of electrochemical devices, that is reflected at highly cited publications. The scientific background of the team members will allow to obtain and investigate new 2D materials, such as graphene and MXenes derivatives (layered transition metals carbides) modified in various ways. It is planned to focus on the use of the materials obtained for supercapacitors with non-aqueous electrolytes, as well as lithium and sodium-ion batteries. The structural features of the phases mentioned above and the electrochemical properties of the cells based on them will be studied using the modern investigation techniques: IR and Raman spectroscopy, X-ray diffraction, HRTEM, XPS, impedance spectroscopy, etc. Thus, the scientific significance of the project is quite large, and its results will correspond, and in some cases, exceed, the world level. The implementation of this project will allow developing new energy storage devices with high capacitance, power and performance characteristics, increase their safety. It is important that there are a lot of young participants in the team, and getting the project will allow them to gain a foothold in the scientific community, establish close international relations.

Представителями авторского коллектива активно синтезируются и исследуются в качестве электродных материалов для суперконденсаторов и металл-ионных батарей различные типы углеродных наноматериалов, в т.ч. гетерозамещенных. Показано, в частности, что их ёмкость зависит от морфологии, дефектности или локализации гетероатома в структуре графеновых слоёв .Также установлено, что азотдопированные материалы, в которых гетероатомы локализованы непосредственно в графеновых слоях, демонстрируют более высокие значения ёмкости по сравнению с недопированными аналогами во всём интервале прикладываемых потенциалов, ограничиваемом электрохимическим окном стабильности электролита. Членами группы также электрохимически синтезированы композиты углеродных нанотрубок с электроактивным полимером – полипирролом. Выявлена возможность имплементации смешанных электролитов на основе высоковольных ионных жидкостей с симметричным окном электрохимической стабильности с солями лития в ацетонитриле для реализации эффекта псевдоёмкости на азотдопированных нанотрубках и малослойных графитовых фрагментах, при учете соответствия размеров пары «поры-ионы». Изучено также влияние искрового плазменного спекания (ИПС) на структуру и свойства углеродных и гибридных металлоуглеродных материалов. Показано, что такая обработка ведёт, к примеру, к уменьшению кривизны малослойных графитовых фрагментов и снижению их общего объёма пор наряду с уплотнением материала. Впервые исследованы адсорбционные свойства спечённых материалов в отношении к модельным жидкостям.