РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ НАНОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ, ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ И КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ

Объект исследования - платино-углеродные наноразмерные катализаторы, электродные материалы на основе оксида никеля. Цель исследования - разработка и внедрение новой электрохимической технологии синтеза высокодисперсных, электрохимически активных, свободных от загрязнений и примесей электродных материалов для различных устройств преобразования и накопления энергии, состоящих из наночастиц металлов, оксидов металлов, а также композиционных материалов на их основе. Установлено влияние величины и формы переменного тока на микроструктурные характеристики электродных материалов. Определено влияние состава и концентрации электролита на микроструктурные характеристики электродных материалов, а также установлена взаимосвязь между условиями синтеза, микроструктурными и электрохимическими характеристиками электродных материалов. Исследованы свойства электродных материалов как в модельных условиях (трехэлектродная электрохимическая ячейка), так и в реальных электрохимических системах (топливный элемент, суперконденсатор). Разработано техническое задание для создания лабораторной технологии электрохимического синтеза электродных материалов с применением режимов нестационарного электролиза. Изготовление отдельных узлов макета лабораторной технологической линии электрохимического получения наночастиц металлов/оксидов металлов. Создана принципиальная схема электролизера для макета лабораторной технологической линии электрохимического получения электродных материалов с применением режимов нестационарного электролиза. Лабораторная технология электрохимического синтеза электродных материалов с применением режимов нестационарного электролиза предназначена для получения Pt/C катализаторов для топливных элементов и активной массы NiO/C для электродов суперконденсаторов. Экономический эффект применения разработанной лабораторной технологии электрохимического синтеза электродных материалов с применением режимов нестационарного электролиза обусловлен сокращением продолжительности синтеза электродных материалов с 20 до 2 ч, сокращением затрат на оборудование, исключением необходимости использования в процессе синтеза токсичных веществ, таких как формальдегид, а также необходимостью осуществлять высокотемпературную и вакуумную обработку электродного материала, сократив тем самым энергозатраты с 50 тыс. до 20 тыс. руб.Разработанная лабораторная технология в дальнейшем может быть легко адаптирована для получения не только Pt/C и NiO/C электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов, но и композиционных материалов на основе наночастиц других металлов и оксидов металлов (Pd, Rh, Ir, SnO₂, ZnO, CuO, TiO₂, Al₂O₃) для различных приложений (органический катализ, хранение водорода, фотокатализ, фотоэлектрокатализ, и т.д.). В ходе выполнения НИОКР подана заявка на патент «Способ получения электродных материалов для топливных элементов и суперконденсаторов».