47.11 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИКИ

Объектами исследования являются: – Новые виды высокостабильных солнечных элементов на основе неорганических перовскитных материалов – Разработка способов увеличения производительности биогаза – Анализ технологии добычи и способы применения газовых гидратов Целями НИР являются: – разработка альтернативных видов материалов и устройств для повышения энергоэффективности и создания фотовольтаических систем преобразования энергии, обладающих высокой эффективностью и стабильностью; – разработка способов увеличения производительности и улучшения качества биогаза посредством воздействия на сбраживаемую массу постоянным током в биогазовой установке. – анализ технологии добычи и способы применения газовых гидратов. Методы исследования: Рентгеновская дифрактометрия, сканирующая и просвечивающая микроскопия, измерения фотовольтаических параметров фотопреобразователей, рентгеновская фотоэлектронная и ультрафиолетовая спектроскопия, диэлектрическая спектроскопия спектрофотометрия, ИК-спектроскопия, микроскопия, мониторинг работы солнечных элементов в естественных условиях на открытом воздухе. В процессе работы в 2022 году были получены следующие результаты: 1. по теме 2.1. «Создание и получение технических характеристик новых типов солнечных элементов.»: Разработаны методы синтеза и получены новые органо-неорганические и неорганические материалы для перовскитных солнечных элементов (ПСЭ). На основе разработанных материалов, используемых в качестве светопоглощающих слоев, созданы новые виды высокоэффективных и стабильных ПСЭ. Проведены исследования работы разработанных в лаборатории ПСЭ в условиях переменного освещения в диапазоне 10–1000 Вт/м2. Установлено значительное увеличение эффективности ПСЭ в условиях низкой интенсивности освещения (1–100 Вт/м2). Разработана и представлена модель энергетической диаграммы, которая демонстрирует поведение носителей зарядов в указанных ПСЭ с электрон-проводящими слоями ZrO2 и TiO2. 2. По теме 2.2. «Разработка способов увеличения производительности и улучшения качества биогаза» Разработаны способы увеличения производительности и улучшения качества биогаза Показано, что отходы компонентов биомассы, полученные после получения биотоплив, можно эффективно использовать для получения биогаза с высокой долей метана с высокой долей метана. Установлено, что отдельные компоненты биомассы микроводорослей могут эффективно использоваться в качестве субстратов для получения таких видов биотоплив, как биоэтанол, биобутанол, биоводород и биогаз под действием клеток микроорганизмов, иммобилизованных в криогель ПВС методом включения. Продемонстрированы изменения параметров процесса накопления биогаза при введении в реакционную среду иммобилизованных клеток бактерий. По результатам работ 2022 года опубликовано 7 статей в реферируемых журналах. 3. По теме 2.3. «Анализ технологии добычи и способы применения газовых гидратов» Проведен анализ вопросов, связанных с использованием газовых гидратов, как потенциальных альтернативных источников энергии, интерес к которым в настоящее время растет в связи с возрастающим потреблением энергетических ресурсов. Установлено, что на сегодняшний день добыча метана в промышленном масштабе из газогидратных залежей нигде в мире не ведется из-за технических трудностей. В основе технологий добычи метана из газовых гидратов лежит механизм их разложения, при котором газогидраты распадаются на газ и воду. Существующие подходы извлечения метана можно свести к нескольким группам методов, каждая из которых обладает рядом недостатков и Оптимальные технологии извлечения метана из природных залежей на данный момент не созданы.