1.5 Фундаментальное исследование энергонасыщенных материалов и электрохимических систем с целью повышения эффективности и безопасности их применения

Объектом исследования являются высокоэнергетические материалы (ВЭМ), предназначенные для применения в существующих и перспективных композициях, а также процессы их термолиза, горения и детонации. Цель научно-исследовательской работы – создание и исследование высокоэнергетических материалов нового поколения с помощью современного приборного парка, с применением инновационных технологий и с использованием современных методов научного поиска. В процессе работы проводились теоретические и экспериментальные исследования как отдельных компонентов ВЭМ, так и композиций на их основе. Использованы современные методы физико-химического анализа компонентов и композиций, а также современные методы оценки эффективности их применения. В ходе выполнения промежуточного этапа проекта в 2022 году продолжены исследования по указанным направлениям и получены новые, ранее не опубликованные результаты: - определена энтальпия образования энергетических соединений в твердой фазе с использованием нового подхода, состоящего в комбинации высокоуровневых квантовохимических расчетов газофазной энтальпии образования, и экспериментальных результатов измерения энтальпии сублимации методом термогравиметрии. В свою очередь, полученные термохимические величины использованы для оценки параметров горения и детонации с помощью термодинамического расчета; - на основе калориметрических значений теплоты взрыва разработан новый метод расчета тротилового эквивалента подводного взрыва, орпеделена величина этого параметра для ряда алюминизированных ВВ; - оптимизированы инициирующие составы для снижения пороговых значений энергии и задержек инициирования за счет введения светопоглощающих добавок и покрытий; - созданы экспериментальные установки для анализа процессов теплового разгона металл-ионных аккумуляторов и анализа выделяющихся при их горении и взрыве газов; выполнен анализ газов, выделяющихся при тепловом разгоне и горении с применением хромато-масс-спектрометрии; поведение аккумуляторов при тепловом разгоне сопоставлено с термохимическими параметрами используемых в аккумуляторах материалов; - исследованы физико-химические процессы, протекающие в химических источниках тока в ходе их жизненного цикла при помощи современных физико-химических методов анализа в in situ и operando режимах; изучена эволюция побочных продуктов, образующихся в литий-ионных и литий-воздушных аккумуляторах на границе электрод-электролит; - синтезированы и исследованы микрогели с различными привитыми редокс-активными группами для проточных систем в стационарных накопителях энергии большой энергоемкости; измерены их электрохимические характеристики; созданы лабораторные макеты проточных аккумуляторов.