Разработка научно-технологических принципов создания энерготехнологических комплексов на основе вторичных энергоносителей органического и неорганического происхождения

Целями предлагаемых исследований являются расчетная и экспериментальная апробация принципиальных подходов к созданию высокоэффективных энерготехнологических комплексов, использующих альтернативные энергоносители органического и неорганического происхождения. Разработка технологических принципов полезного использования by-продуктов, возникающих при использовании альтернативных энергоносителей. Создание математических моделей установок электрохимического преобразования энергии для использования в процедурах оптимизации энергетических установок в качестве объектов оптимизации наравне с газотурбинным и компрессорным оборудованием. Разработка научно-технических основ построения низкоуглеродной энергетики на основе использования углерод-нейтральных (углерод-независимых) энергетических технологий и технологий утилизации выбросов парниковых газов и отходов, образующихся при эксплуатации традиционных энергоустановок на ископаемом углеводородном топливе. Разработка и оптимизация характеристик газодиффузионных электродов на основе дисперсных углеродных материалов для топливных элементов. Разработка компьютерного дизайна новых электрокатализаторов и материалов для газовых сенсоров. Актуальность решаемой проблемы определяется необходимостью перехода к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике и соответствующего создания новых источников энергии, а также способов транспортировки и хранения энергоносителей. Для решения этой проблемы необходимо предложить и разработать надежные, экологически и экономически эффективные технологии использования альтернативных энергоносителей органического и неорганического происхождения, способные конкурировать с традиционными технологиями получения полезной энергии. Эффективность топливного элемента с протонообменной мембраной при высоких плотностях тока зависит от способности газодиффузионного слоя быстро отводить воду от каталитического слоя, что, в свою очередь, зависит от структурных особенностей микропористого слоя. Один из способов улучшения водоотведения – создание регулярных паттернов вдоль поверхности микропористого слоя. В этой связи, актуальным является поиск эффективного паттерна. Обнаружение и измерение концентрации токсичных и опасных газов в атмосфере имеет важное значение для обеспечения безопасности на промышленных объектах, в бытовых условиях и для оценки экологического состояния окружающей среды. Наиболее распространенными и эффективными электрокатализаторами на сегодняшний день являются наночастицы благородных металлов. Однако, в силу их дороговизны, актуальной проблемой является разработка безметаллических электрокатализаторов на основе углеродных наноматериалов.