Водородная энергетика. Каталитические материалы и технологии получения, хранения, транспортировки и применения водорода и водородсодержащих смесей

В ходе работы были приготовлены катализаторы и проведены экспериментальные исследования их каталитических свойств и физико-химических характеристик. Создана математическая модель динамики наночастиц с их сепарацией в газовых смесях, проведен лазерный синтез нанодисперсных порошков и их характеризация. Проведена оптимизация процедуры синтеза материалов протонпроводящих мембран с высокой ионной (протонной, кислород-ионной) и смешанной ионной-электронной проводимостью на основе оксидов со структурой флюорита Ln-W-Mo-O (Ln = La, Nd, Ho, Er, Tm)) и их нано-композитов. Выполнена детальная характеризация структурных, текстурных, транспортных и электрохимических свойств полученных материалов. Проведено изучение химической стабильности полученных материалов в рабочих условиях кислородных электродов твердооксидных топливных элементов/электролизеров, кислород- и протонпроводящих мембран. Проведен синтез фотокатализаторов получения водорода на основе графитоподобного нитрида углерода g-C3N4. Проведен синтез и выполнено исследование активного компонента катализаторов для процессов получения водорода из аммиака и метана, проведены детальные исследования разработанных катализаторов комплексом физико-химических методов. Разработаны катализаторы и функциональные материалы с улучшенными свойствами и структурой для получения водород-содержащего газа для использования в качестве топлива и создания восстановительных атмосфер. Приготовлены катализаторы конверсии углеводородных топлив в синтез-газ для создания смесевых модифицированых газомоторных топлив в соответствии с возможны-ми практическими приложениями в энергогенерирующих системах. Выполнен анализ полученных экспериментальных данных по наблюдаемой активности, селективности и устойчивости к коксообразованию структурированных катализаторов и выявлена связь этих параметров с режимами работы каталитического блока. Построена математическая модель с учетом транспортных и кинетических факторов и теории многокомпонентной диффузии.