Реєстраційний номер
0825U001471, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
19-06-2025
Статус
Наказ про видачу диплома
Назва роботи
Синтез, структура та електрохімічні властивості наночастинок (La,Sr)MnО3 зі структурою перовськіту.
Здобувач
Колковська Галина Миколаївна,
Керівник Яремій Іван Петрович
Опонент Іващишин Федір Олегович
Опонент Яворський Юрій Васильович
Рецензент Мандзюк Володимир Ігорович
Рецензент Яблонь Любов Степанівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника
Опис
Об’єкт дослідження: процеси структуроформування в перовськітних мате¬ріалах (La,Sr)MnO3 при їх отриманні методами хімічного синтезу із розчинів та процеси накопичення заряду в електрохімічних системах, сформованих на їх основі. Метою дисертації є встановлення взаємозв’язків між методами отримання і структурно-морфологічними характеристиками матеріалів (La,Sr)MnO3 перовськітної структури, та питомими ємнісними параметрами електрохімічних конденсаторів сформованих на їх основі; з’ясування особливостей перебігу електрохімічних процесів в конденсаторах, сформованих на основі матеріалів зі структурою перовськіту та вуглецевих матеріалів. Опис методології/методики дослідження: Для досягнення мети поставлених задач використовувалися взаємодоповнювальні методи, а саме: Х-променева дифрактометрія, скануюча електронна мікроскопія, адсорбційна порометрія, імпедансна спектроскопія, циклічна вольтамперометрія, гальваностатичний заряд/розряд, засоби візуа¬лізації та математичної обробки експериментальних даних. Спеціальні інструменти та апаратура: сорбометр Quantachrome Nova 2200e, скануючий електронний мікроскоп JSM-7600F, Х-променеві дифрактометри ДРОН-3 та Shimadzu XRD-7000, імпедансний спектрометр Autolab PGSTAT 12/FRA-2, ультразвуковий диспергатор УЗДН-А. Програмне забезпечення, яке використовувалось під час опрацювання отриманих даних або для проведення дослідження: Quantachrome NovaWin 11.0., Match, FullProf, 12/FRA-2, MS Excel 2016, OriginPro 8.5. Теоретичні і практичні результати: результати дисертації можуть бути основою для подальших наукових досліджень та розробки нових електродних матеріалів на основі заміщених перовськітних матеріалів, задля збільшення електрохімічних показників пристроїв накопичення та зберігання енергії. Результати дисертації можуть мати важливий внесок у розвиток нових енергоефективних технологій, знизити вартість та підвищити ефективність пристроїв накопичення та зберігання енергії. Представлені в роботі підходи та методи можуть бути використані (і вже частково використовуються) при навчанні студентів природничих та технічних спеціальностей. Новизна: Вперше встановлено вплив рН середовища на формування морфології наночастинок LaMnO3, отриманих золь-гель методом, зокрема виявлено, що синтез у лужному середовищі (рН 9) призводить до утворення коралоподібної структури з частинками розміром 40-60 нм та дрібніших агломерованих частинок (15-25 нм) з підвищеною питомою поверхнею, що позитивно впливає на їхні електрохімічні властивості. Експериментально доведено, що метод Печіні забезпечує утворення наноструктурованих матеріалів (La,Sr)MnO3 зі структурою перовськіту з кращими морфологічними та електрохімічними характеристиками, порівняно з матеріалами, отриманими золь-гель методом. Зокрема, зразки, синтезовані методом Печіні, мають менші розміри частинок, вищу питому поверхню та нижчу ступінь агломерації. Вперше досліджено електрохімічні характеристики наночастинок LaMnO3 та La0,7Sr0,3MnO3, синтезованих різними методами, в електролітах на основі КОН та Li2SO4. Встановлено, що зразки, отримані методом Печіні, мають підвищену питому ємність (до 85 Ф/г для LaMnO3 і до 118 Ф/г для La0,7Sr0,3MnO3 в КОН електроліті) завдяки їхній морфології та змішаному валентному стану Mn3+/Mn4+. Вперше реалізовано створення гібридних електрохімічних конденсаторів на основі наночастинок (La,Sr)MnO3 як анодного компонента та пористого вуглецевого матеріалу як катода. Досягнуто максимального значення питомої ємності 165 Ф/г при використанні La0,7Sr0,3MnO3 (PC), що свідчить про ефективність таких матеріалів для застосувань у пристроях накопичення енергії. Встановлено вплив йонного заміщення La3+ на Sr2+ у кристалічній ґратці LaMnO3 на електрофізичні властивості наноматеріалів. Показано, що така заміна сприяє утворенню змішаного валентного стану Mn3+/Mn4+ і покращує електропровідність за рахунок механізму подвійного обміну, що суттєво підвищує електрохімічну ємність композитів. Ефективність впровадження: отримані матеріали мають перспективу використання у пристроях генерації та накопичення електричної енергії. Галузь використання: енергетика, електроніка, матеріалознавство.
Дата реєстрації
2025-05-02
Додано/оновлено в НРАТ
2025-05-02 / 2026-07-01
