Реєстраційний номер
0221U106582,
0121U111831
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Інженерія середовищ на основі оксидних наноматеріалів для систем накопичення електричної енергії
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Шило Артем Володимирович, Кандидат фізико-математичних наук
Дата реєстрації
14-12-2021
Організація виконавець
Донецький фізико-технічний інститут імені О. О. Галкіна Національної академії наук України
Опис етапу
Мета роботи – визначення зв’язку між структурою поверхні наночастинок діоксиду цирконію, конфігурацією адсорбованих шарів води на їх поверхні та електрофізичними властивостями ущільнених наночастинок.
Об’єкти дослідження – оксидні нанопорошки складу ZrO2+3%Y2O3 з різною температурою відпалу (400-1000оС).
Методи дослідження – метод рентгеноструктурного та фазового аналізу (РСА, РФА), БЕТ, ПЕМ та СЕМ, pH-метрія, диференціально-скануюча калориметрія (ДСК), спектроскопія електрохімічного імпедансу (СЕІ); аналіз розподілу часів релаксації (DRT аналіз).
Результати дослідження – проведено оптимізацію характеристик нанопорошків складу ZrO2+3%Y2O3 для одержання середовищ для накопичувачів електричної енергії. Методом РФА показано, що збільшення температури синтезу нанопорошків не впливає на фазовий склад, проте оказує вплив на збільшення розмірів ОКР та зменшення площі питомої поверхні (БЕТ метод) нанопорошків. Методом ДСК показано, що гідратний шар наночастинок представлений виключно фізично адсорбованими молекулами води із різним ступенем зв'язності із поверхнею наночастинки. Методом рН-метрії визначено, що синтез наночастинок при температурах менше 500оС приводить до формування на поверхні частинок центрів кислотного характеру, орієнтація адсорбованих молекул води до поверхні наночастинок відбувається киснем, для нанопорошків з температурою синтезу вище 500оС переважна природа центрів поверхні є основною, молекули води орієнтуються воднем до поверхні наночастинки. Методом СЕІ показано, що активний опір елементів, пов’язаних із гідратною оболонкою наночастинки, зростає, а реактивний зменшується при збільшенні температури синтезу наночастинок.
В результаті побудовано фізичну модель структуроутворення в системі "наночастинка діоксиду цирконію - адсорбований шар води" в залежності від розміру та стану поверхні наночастинок як функції температури синтезу, показано зв’язок електричних властивостей ущільнених наночастинок діоксиду цирконію із їх адсорбційними властивостями.
Опис продукції
Автори роботи
Креденцер Сергій Вікторович
Додано/оновлено в НРАТ
2021-12-14
