ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ХИМИКО-ФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ ЭКОЛОГИИ, НЕТРАДИЦИОННОЙ И ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ, СИСТЕМ НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ, И РАЗРАБОТКА НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЭТИХ ОБЛАСТЕЙ

Объекты исследования – ионообменные мембраны, полимерные композиты на основе углеродных наноструктур, оксид графита, углеродные нанотрубки, органические и перовскитные солнечные элементы, криогенная гелиевая плазма, органические аэрозоли. Цель работы – определение химико-физических свойств перечисленных объектов, необходимых для комплексного решения проблем экологии. В 2019 – 2021 годах проводились междисциплинарные исследования в рамках Программы ФНИ государственных академий на 2013 - 2020 годы по следующим направлениям: раздел 3 «Технические науки» (подразделы 17 – 22) и раздел 5 «Химические науки и науки о материалах» (подразделы 44, 45 и 47). Усовершенствована методика синтеза нано-композитных ионообменных мембран для топливных элементов водородной энергетики на основе фторполимерных и полиолефиновых матриц. Исследована электронная структура полимерных нано-композитов с графеном и графен-содержащими материалами. Установлено, что углеродные наноструктуры, как наполнители в полимерных композитах, могут быть использованы в качестве радиопоглощающих материалов. Изучены переходные характеристики и стабильность работы органических и перовскитных солнечных элементов. Разработана модель диссоциации экситонов на носители тока на границе между донорным и акцепторным материалами. Исследован механизм формирования заряженных частиц при разрушении примесь-гелиевых конденсатов, содержащих атомы азота. Разработаны и опробованы методы измерения температуры криогенной (10К) неравновесной плазмы. Проведены испытания спектрометра на базе квантового каскадного лазера с использованием стандартных тестовых объектов для спектров рассеяния в ИК диапазоне. Изучен механизм реакций газов-реагентов О3 , NO2, NO3 и N2O5 на поверхности органических аэрозолей с целью моделирования гетерогенных реакций на аэрозолях в тропосфере. Все запланированные исследования выполнены в полном объеме, их результаты опубликованы в российских и международных научных журналах.