Научный руководитель:
Область исследования
Тип исследования
Аннотация (краткое описание)
Наименование темы проекта: «Получение и исследование модифицированных MXene материалов для применения в накопителях электрической энергии». Целью проекта является разработка метода получения MXene материалов и их модификация путем внедрения в полученную структуру кремния, конечный результат которого – материал, имеющий в 2 раза больше стабильности циклов заряда/разряда и удельной емкости по сравнению с графитом, применяемый в качестве активного электродного материала в накопителях электрической энергии. Научная новизна данного проекта – синтез MXene материалов с последующей модификацией путем внедрения наноразмерного кремния, что позволит получить модифицированный материал с удельной емкостью и стабильностью циклов заряда/разряда в 2 раза больше чем графитный материал. При синтезе активного материала путем модификаций MXene материалов будет учитываться влияние методов на удельную поверхность материала и структуру, так как пористые активные материалы обладают важными преимуществами, такие как: - площадь поверхности активного материала увеличивается, что позволяет расширить площадь соприкосновения между активным материалом электрода и электролитом, увеличивая интенсивность переноса заряда через нее; - увеличивается доступ электролита к поверхности активного материала электрода; - доступность большей поверхности активного материала способствует сохранению высокой удельной емкости при высоких скоростях заряда наряду с высокой электропроводностью; - толщина слоя активного материала составляет несколько атомов, что позволяет существенно сократить длину пути интеркаляции ионов лития; - относительно высокая прочность, по сравнению с графитом, активного материала позволяет снизить степень его деградации при интеркаляции и деинтеркалации ионов. Для достижения поставленной цели исследования необходимо решить следующие задачи: - синтез наноструктурированных МАХ-фазных материалов с применением Ti, Al, и TiC порошков в разных соотношениях для дальнейшего получения MXene материалов. - получение MXene материалов из синтезированных МАХ-фазных материалов с использованием различных методов травления, в том числе на основе соляных кислот и фторидных солей. - химическая обработка щелочью и кислотами для получения различных поверхностных групп MXene материалов. - модификация полученных MXene материалов путем интеркалирования кремния (SiO2/SiOx/Si) различными методами. - сборка полу- и полных ячеек на основе полученного активного материала и получение электрохимических характеристик. По результатам исследования планируется опубликовать: - не менее 2 (двух) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению проекта, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти); - не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСНВО. Будет разработан метод синтеза и модификаций MXene материалов с увеличенной ёмкостью и высокой электропроводностью, а также прочностью для применения в накопителях электрической энергии.Сведения о финансировании
ГосбюджетДанный документ располагается в коллекциях
Научные проекты
Жас Ғалым и КМУ
Файлы документа
Документ не загружен