Фундaментальные основы и прикладные аспекты электрохимического синтеза новых материалов для электрохимических устройств преобразования и накопления энергии

Работа направлена на разработку материалов для устройств преобразования и накопления энергии с улучшенными характеристиками. Базовым направлением работы является проведение фундаментальных и поисковых научно-практических исследований, направленных на разработку материалов на основе кремния и способов их получения. Благодаря распространенности и высокой теоретической емкости по литию, кремний и различные композиции на его основе выступают в качестве перспективных материалов анода литий-ионного источника тока. В то же время, кремний является одним из наиболее используемых материалов фотоэлектрических преобразователей. Среди известных способов получения кремния и материалов на его основе перспективными представляются способы электрохимического синтеза в расплавленных солях, поскольку позволяют с наименьшим количеством стадий получать кремний с заданной морфологией, размером частиц и содержанием микропримесей. В рамках выполнения работы предусматривается проведение экспериментальных и модельных исследований, преимущественно направленных на установление закономерностей электрохимического синтеза материалов на основе кремния с различной морфологией и составом для их использования при преобразовании и накоплении энергии. Основными задачами работы являются: разработка и оптимизация электрохимических способов управляемого синтеза кремния с заданной морфологией (пленки, упорядоченные волокна) и содержанием функциональных микропримесей для фотоэлектрохимических устройств преобразования и накопления и энергии; разработка электрохимических способов синтеза материалов на основе кремния из расплавленных солей для устройств накопления энергии; определение эксплуатационных характеристик синтезированных фоточувствительных материалов и экспериментальных образцов устройств накопления энергии на основе кремния; синтез анодных материалов на основе оксидов переходных металлов и определение их эксплуатационных характеристик в составе анодных полуэлементов литий-ионного источника тока; разработка математических моделей процессов переноса в синтезируемых материалах и электрохимических устройствах.