Ученые КБГУ в поисках новых материалов для хранения и аккумулирования водорода

2023-01-04 08:48:22 Время чтения 5 мин 181

Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова создают новые магнитные материалы и материалы для хранения и аккумулирования водорода, которые важны для электронной, энергетической, машиностроительной и оборонной промышленности. На реализацию проекта разработчики получат грант от Российского научного фонда – они победили в конкурсе по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».

Команда ученых под руководством заведующего кафедрой неорганической и физической химии института химии и биологии КБГУ, доктора химических наук, профессора Хасби Кушхова представила на конкурс проект «Электрохимический синтез магнитных материалов и материалов для хранения и аккумулирования водорода на основе многокомпонентных соединений редкоземельных металлов в ионных расплавах». Сумма гранта составила 3 миллиона рублей, а срок реализации проекта – 2 года.

Над проектом работают заведующий кафедрой неорганической и физической химии института химии и биологии КБГУ, доктор химических наук, профессор Хасби Кушхов и трое аспирантов: Жубади Али (2 г.о.), Астемир Хотов (3 г.о.) и Фатима Кишева (4 г.о.). Молодые ученые имеют определенный опыт выполнения научных работ и уже проводили исследования по тематике проекта.

По результатам работы будут представлены научные основы электрохимического способа получения материалов для хранения и аккумулирования водорода, электродных материалов с повышенной активностью, селективностью, толерантных в отношении примесей в токообразующей реакции водородного топливного элемента, магнитотвердых материалов с высокими магнитными характеристиками на основе многокомпонентных интерметаллических и тугоплавких соединений редкоземельных металлов.  Для получения таких материалов будут использованы два основных синтетических подхода современной неорганической химии: метод электрохимического синтеза и синтеза новых веществ и материалов с использованием высокотемпературных ионных расплавов. Понимание особенности электрохимического поведения ионов редкоземельных металлов в галогенидных расплавах важно и для решения проблем извлечения и разделения редкоземельных металлов из отработанного ядерного топлива электрохимическим методом.

 Принципиально новым в проекте является то, что получение двух и трехкомпонентных интерметаллидов будет осуществляться в результате совместного электровыделения на чужеродной подложке компонентов синтезируемого интерметаллида из ионного расплава и последующего их взаимодействия на атомарном уровне с образованием нано-, субмикро-, микродисперсных порошков. В проекте будет впервые проведено комплексное исследование механизма электрокристаллизации двух и трехкомпонентных интерметаллических соединения в ионных расплавах, изучены особенности зарождения и роста фаз интерметаллидов редкоземельных металлов в зависимости от условий (температуры, состава расплава, плотности тока, напряжения на ванне),

- поделился заведующий кафедрой неорганической и физической химии института химии и биологии КБГУ, доктор химических наук, профессор Хасби Кушхов.

В теоретическом плане результаты проекта расширят существующие представления о многостадийных и многоэлектронных электрохимических реакциях в ионных расплавах, а также механизмах электрохимического синтеза интерметаллидов редкоземельных металлов. В практическом плане результаты позволят создать новые магнитные материалы и материалы для хранения и аккумулирования водорода.

Полученные результаты будут опубликованы в высокорейтинговых научных журналах.

Кафедра неорганической и физической химии была создана в 1998 г. в результате реорганизации двух кафедр: неорганической и аналитической химии и кафедры физической химии. Сейчас на кафедре ведется научная-исследовательская работа по приоритетным направлениям фундаментальных исследований, утвержденных Постановлением Президиума РАН от 1 июня 2003 г. №233:

- синтез и исследование новых веществ, разработка материалов и наноматериалов с заданными свойствами и функциями (сплавов, керамик, оптических и магнитных материалов);

- химия и физикохимия твердого тела, расплавов и растворов;

- химическая аналитика: создание методов и средств определения и контроля веществ в окружающей среде. Разработка новых методов и средств химического анализа веществ и материалов;

- разработка эффективных экологически чистых и максимально безопасных технологических процессов переработки природного и минерального сырья (включая полиметаллические руды).