Фундаментальные основы создания высокоэффективных электродных материалов для электрохимического синтеза аммиака в протон-проводящем электролизёре

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы развития научных основ создания новых высокоэффективных электродных материалов с тройной протонной-кислородной-электронной проводимостью для электрохимического получения водорода и синтеза аммиака в электролизерах на основе твердооксидных протон-проводящих электролитических мембран. Синтез аммиака в электролизёрах с протон-проводящей мембраной и каталитически активными электродами сулит большие преимущества и обуславливает актуальность проекта, поскольку позволяет снизить затраты по сравнению с классическим процессом Габера-Боша. Существенной проблемой, тормозящей развитие указанной электрохимической технологии, является подбор электродных материалов для таких электролизёров. Решением проблемы может явиться использование смешанных протон-кислород-электронных проводников, обладающих каталитической активностью к целевой реакции. Выполнение проекта позволит развить научно обоснованный подход для разработки высокоэффективных электродных материалов с тройной протонной-кислородной-электронной смешанной проводимостью, что включает обоснование критериев возникновения протонной проводимости в оксидных материалах, способов её направленного изменения, получение материалов со смешанной протонной-кислородной-электронной проводимостью, установление их дефектной структуры и её взаимосвязи с практически важными их свойствами, термодинамическое моделирование процессов разупорядочения решётки таких материалов, определение их стандартных термодинамических функций образования. На инженерном уровне это даст уникальную возможность создавать принципиально новые материалы с требуемыми свойствами для критически важных отраслей промышленности, а также для традиционной и альтернативной энергетики. Полученные в ходе проекта новые результаты будут использованы для реализации лабораторного макета электролизёра для синтеза аммиака и получения водорода.