Разработка способов и технологий нанесения покрытий на лабораторные образцы электродных материалов, их изготовление и тестирование. Разработка методики удаления побочных продуктов из водных и неводных дисперсий K2O-MxOy-TiO2 голландитоподобных твердых растворов. Разработка методики нанесения голландитоподобных твердых растворов на неметаллическое покрытие из его дисперсии на простых и сложных подложках. Физико-химический контроль и исследования полученных дисперсий современными методами: электронная микроскопия, рентгеновский энерго-дисперсионный анализ, спектральные и другие оптические методы. Построение функции распределения частиц по размерам.

В проекте решается научно-техническая задача создания оптимальных материалов и структур для повышения эффективности накопления и хранения электрической энергии, а также уменьшения удельных энергетических параметров при сохранении высоких значений скорости заряда-разряда, снижения удельной материалоёмкости и себестоимости, повышения устойчивости к старению и деградации.Научная новизна предлагаемых в инновационном проекте решений обусловлена использованием наноматериалов нового класса на основе сложных твердых растворов состава KxTi8-yMyO16, имеющих структуру голландита, отличающиеся типом и содержанием (у) переходного металла М или комбинацией нескольких различных переходных металлов, а также – содержанием калия (х). При этом, в качестве материала-прекурсора использованы продукты модифицирования слоистых частиц полититаната калия (ПТК) в водных растворах солей переходных металлов (М), имеющих химический состав близкий с составу голландитоподобных твердых растворов, состав которых контролировался за счет условий протекания модификации частиц ПТК в водных растворах солей переходных металлов или их смесей. Работы выполнялись с использованием инфраструктуры Центра коллективного пользования «Научно-образовательный центр по нанотехнологиям и наноматериалам СГТУ имени Гагарина Ю.А.» (ЦКП) в соответствии с Техническим заданием и календарным планом работ по Договору.Целью проекта является создание наноматериалов и наноструктур для высоко-эффективных накопителей электрической энергии – суперконденсаторов. Важными параметрами для таких накопителей являются их величины энергии и ёмкости в отношении к объёму и весу накопителя, скорости заряда-разряда, температурной и деградационной устойчивости. Для увеличения указанных характеристик, предполагается разработать методики формирования функциональных электродных покрытий, состоящих из наноразмерных частиц голландитоподобных твердых растворов, имеющих аномально высокую диэлектрическую проницаемость в сочетании с высокой ионообменной емкостью по ионам щелочных металлов. При этом, электродные покрытия будут формироваться на мультиканальных токопроводящих подложках различного типа. Для создания такой технологии решается ряд материаловедческих и технологических проблем.На втором этапе реализации проекта был проведен анализ различных методик формирования мультиканальных электродных структур на токопроводящих подложках. Проведенные работы полностью соответствуют календарному плану и техническому заданию Договора. Все запланированные работы выполнены, а поставленные задачи – решены. На последующем этапе работы, будут разработаны технологии формирования активных покрытий на основе синтезированных соединений с использованием электрофоретических методов и методов центрифугирования. Будет проведено исследование структуры и электрофизических свойств полученных покрытий при работе в составе макетных двухэлектродных суперконденсаторых структур, а также. разработаныка комплекса моделей, методов физикотехнического моделирования, инструментального и программного обеспечения сложных физических процессов в совмещённых структурах и элементах электронных устройств, разрабатываемых в ходе выполнения работ по проекту.На этапе проведения исследований в рамках программы Техностарт-2 планируется разработка технологии изготовления конкретных видов электронных приборов, использующих созданные в рамках программы Техностарт-1 технологии формирования 2D (квазидвумерные и многослойные), а также и 3D мерных (многоканальных) элементов (электронных компонентов).