Катализаторы и материалы для фото- и электростимулированных процессов

Цели: развитие методов синтеза современных фотокатализаторов для процессов запасания и трансформации солнечной энергии, а также материалов, в первую очередь, на углеродной основе для запасания электроэнергии в суперконденсаторах и для использования в топливных элементах в качестве материалов анодов; разработка катализаторов и процессов, позволяющих использовать СВЧ- и ИК-лазерное излучение для изменения направления протекания химических реакций.Предложены активные фотокатализаторы получения водорода из водных растворов сахаров под действием видимого света, в частности, усовершенствованная конструкция реактора для фотокаталитического восстановления углекислого газа. Рассмотрены методы создания полупроводниковых анодов на основе коммерческих токопроводящих стекол и твердых растворов сульфидов кадмия и цинка, проведены предварительные эксперименты по получению вольт-амперных характеристик полученных фотоанодов. Показано, что добавки углеродных нанотрубок (10 %мас.) позволяют повысить электрохимическую емкость суперконденсатора на основе перспективного образца микромезопористого углеродного материала с высокой удельной поверхностью (2290 м²/г) с 38 до 46 Ф/г при токе разряда 0,1 А/г и с 10 до 25 Ф/г при токе разряда 0,8 А/г. Методом гидролизом TiOSO₄ в водном растворе при добавлении аммиака с последующим прокаливанием на воздухе приготовлены фотокатализаторы TiO₂/цеолит, активные под видимым светом. Использование цеолита в качестве носителя препятствует спеканию частиц TiO₂ при высокотемпературной обработке и обеспечивает большую удельную поверхность. Активность под видимым светом имеет куполообразную зависимость от температуры прокаливания. Выяснено, что в потоке этана в области высокой температуры с излучением СО₂-лазера образуются высокие концентрации радикалов (СН₃• и Н•), которые, диффундируя в основной объем, повышают эффективность пиролиза этана.