Головний портал НАН України
Цільова комплексна програма наукових досліджень НАН України
Фундаментальні проблеми водневої енергетики
Пропустити посилання переходів
Управління
Проекти
Інститути
Науковці
Публікації
Інтранет
ENG УКР РУС
Пропустити посилання переходів
Актуальність і мета проекту
Доробок в Україні та світі за темою проекту
Основні результати проекту
Практична значимість результатів проекту
Пропозиції щодо використання результатів проекту
Публікації за результатами виконання проекту
Представлення результатів на конференціях, семінарах, читаннях
Основні результати проекту 

 

На першому етапі виконання даного проекту розроблено метод одержання нових наноструктурованих вуглецевих матеріалів з великою питомою поверхнею та об’ємом нанопор. Розроблено метод цілеспрямованого формування нанокластерів каталітично активних металів на поверхні нанопоруватих вуглецевих матеріалів (НВМ), який дозволяє істотно підвищити їх каталітичну активність. Розроблена оригінальна методика діагностики впорядкованості нанокластерів металів всередині нанопоруватого простору НВМ адсорбційним методом в поєднанні з методами малокутового та ширококутового розсіяння рентгенівського випромінення. Проведені дослідження каталітичної активності нанокластерів нікелю та паладію, нанесених на синтезований нами НВМ, у трьох модельних реакціях. На другому етапі роботи вдосконалено метод синтезу нових високопоруватих наноструктурованих вуглецевих матеріалів з діаметром первинних пор 6-7 нм, які розгалужені в масово-фрактальні агрегати діаметром приблизно 30 нм. Розроблено метод одержання активованого антрациту з українських родовищ з високим вмістом нанопор у своїй структурі. Розроблені методи формування нанокластерів каталітично активних металів паладію та нікелю на вуглецевій поверхні НВМ та наноструктурованого вуглецю (НВ). За допомогою оригінальної методики діагностики структури нанопоруватого простору адсорбційним методом в поєднанні з методами малокутового розсіяння рентгенівського випромінення вивчені особливості ближньої впорядкованості і поруватості одержаних матеріалів. Нові синтезовані НВ з нанесеними нанокластерами паладію, міді та нікелю були протестовані в реакції окиснення водню киснем повітря в розчині хлориду натрію в низькотемпературній паливній комірці при температурі 293 К. На третьому етапі роботи головна увага приділена розробці методів синтезу нанокластерних утворень каталітично активних металів всередині поруватого простору вуглецевих матеріалів з заданою структурою, одержання яких було відпрацьоване на перших етапах виконання проекту, для потреб водневої енергетики. Розроблені методи контрольованого формування нанокластерних утворень всередині високопоруватих вуглецевих нанокомпозитів, починаючи зі стадії первинної адсорбції металовмісних сполук на вуглецевій поверхні і закінчуючи процесом відновлення каталітично активних металів в присутності молекул водню. Для комплексного дослідження властивостей одержаних наноструктурованих матеріалів окрім стандартних методів хімічного та фізико-хімічного аналізу використані методи: структурно-адсорбційного аналізу на основі низькотемпературної адсорбції азоту, ширококутової та малокутової рентгенівської дифрактометрії. Проведене математичне моделювання процесів утворення та формування нанокластерів модифікуючих металів на внутрішній поверхні нанопор на різних стадіях синтезу каталітично активних нанокомпозитів. Новостворені матеріали протестовані в паливній комірці в реакції окиснення водню киснем повітря. Вивчені вольт-амперні характеристики паливної комірки з розміщеними в анодній зоні новими каталізаторами. На четвертому етапі роботи синтезовано нові електрокаталізатори на основі нікель/вуглецевих нанокомпозитів з використанням ущільненої вуглецевої репліки. Розроблено експрес-методику попереднього тестування одержаних каталізаторів у реакції окиснення водню, що дозволяє визначати активність досліджуваних матеріалів. Оцінено каталітичну активність одержаних зразків за розробленою методикою. Встановлено, що при вмісті 0,5 % Ni каталізатор на ущільненій репліці виявляє активність вже у діапазоні температур 130-175 оС і вдвічі вищу при 190-290 оС порівняно з аналогічним каталізатором, але на звичайному НВМ.
Президія НАН України © Прототип
  This Website is best available with Microsoft Internet Explorer 6.0+