Многофункциональные редокс-активные материалы для устройств накопления, преобразования и экономии энергии.

В настоящее время проводящие редокс-активные металл-органические полимеры и материалы на их основе интенсивно исследуются и предлагаются для практического использования во множестве направлений. Интерес к данным объектам обусловлен целым рядом уникальный свойств, сочетающих вязкоупругие свойства полимеров с электронной и ионной проводимостью, электрохимической и каталитической активностью, электрохромизмом, термоэлектрическими свойствами. Это позволяет материалам такого типа находить потенциальное применение в энергозапасающих устройствах, сенсорах, электрохимических транзисторах, электрохромных устройствах, искусственных мышцах, солнечных батареях и светодиодах. Свойства этих материалов в значительной мере зависят от строения лигандного окружения и природы металлического центра, что позволяет управлять свойствами этих материалов в зависимости от дальнейшего применения. Одной из центральных задач исследований является разработка теоретических и экспериментальных подходов к созданию редокс-активных многофукциональных материалов на основе органических и металл-органические соединений с редокс-активными центрами. Примерами подобных соединений могут служить основания Шиффа и соответствующие комплексы переходных металлов. Будет разработан подход к скринингу существующих систем с целью выявления наиболее эффективных функциональных центров-носителей функциональных свойств. Важной задачей данного проекта является установление взаимосвязи «состав-структура-морфология-свойства» для новых систем с использованием комплекса взаимно дополняющих ex situ и in situ физико-химических методов исследования, что обеспечит возможность для направленного синтеза материалов с заранее заданными свойствами. В результате проведенных исследований будут разработаны подходы к дизайну и предложены стратегии синтеза новых многофункциональных редокс-активных молекулярных и супрамолекулярных материалов, являющихся носителями двух или более практически значимых свойств, определяющих возможность использования материалов в устройствах накопления, преобразования и экономии энергии. В рамках исследований также предполагается проведение комплексных испытаний многофункциональных материалов в условиях, близких к режимам работы практических устройств, с целью подтверждения перспективности их использования в реальных системах накопления, преобразования и экономии электрической энергии. В конечном итоге, полученные результаты, как позволят расширить знания о свойствах такого типа систем, так и позволят значительно ускорить процесс разработки новых материалов на их основе. Кроме того, полученные новые закономерности быть использованы для оптимизации свойств уже существующих полимерных материалов, что может привести к созданию новых материалов с улучшенными характеристиками. Результаты выполнения проекта могут быть использованы в осуществлении хозяйственной деятельности предприятий Российской Федерации, в том числе для повышения качества электродных материалов химических источников тока.