Физико-химические основы создание новых функциональных композитных материалов для микробиологического топливного элемента непрерывного действия в аэробных и анаэробных условиях

Проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы в области химии наук о материалах для биоэнергетики. Целью исследования является разработка фундаментальных основ создания новых функциональных композитных материалов электродов (кремнеземсодержащих сульфидных, оксидно-сульфидных, в т.ч. содержащих металлические и биметаллические наночастицы) и гибридной электролитической мембраны на основе модифицированного сульфокислотами сшитого поливинилового спирта, которые обеспечат функционирование нового типа микробиологического топливного элемента непрерывного действия (МТЭ НД) с существенно более высокой производительностью электрической энергии. Принцип и механизм взаимодействия микроорганизмов Geobacter sulfurreducens, Shewanella oneidensis и природных сообществ электрогенных бактерий, выполняющих функцию микробиологического биокатализатора, используемого для генерации электроэнергии в МТЭ НД, с различными композитными материалами в настоящее время практически не изучен. Основные методы и подходы для синтеза нано-, микрокомпозитных материалов электродов МТЭ НД с заданными свойствами отсутствуют, не выявлено влияние природы материала ионпроводящей мембраны на биологическую активность микроорганизмов. Для проведения фундаментальных исследований по проекту будут использованы адаптированные и усовершенствованные физико-химические, электрофизические, микробиологические и биохимические методы, позволяющие выявить закономерность – условия синтеза-состав-структура-свойства.