Відділ нанорозмірних вуглецевих матеріалів для акумулювання енергії

 

MaletinUAЗавідувач відділу

Малєтін Юрій Андрійович
доктор хімічних наук

тел. +380 (44) 450 40 43
факс +380 (44) 452 93 27
e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.


Відділ існує з 2009 р., у відділі працює 13 спеціалістів, серед них 1 доктор і 4 кандидати наук. Співробітниками відділу з часу заснування опубліковано 22 науковi статтi, отримано 5 патентів на винаходи, захищено 1 кандидатську дисертацію.

Основні наукові напрямки:

• Синтез та дослідження нанорозмірних вуглецевих матеріалів, в т.ч. допованих різними гетероатомами, для їх застосування в якості електродів в суперконденсаторах;
• Створення наукових основ розробки вуглецевих і вуглець-оксидних матеріалів з контрольованою хімією поверхні і розвиненою системою нанопор і дослідження їх фізико-хімічних та електрохімічних властивостей;
• Розробка допованих гетероатомами нанопоруватих вуглецевих матеріалів як основних електродних мас новітніх суперконденсаторів подвійного електродного шару;
• Вивчення електрохімічних механізмів відновної сорбції як методу дослідження процесів переносу електронів в Red-Ox системах на основі вуглецевих і мінеральних сорбентів.

Найважливіші наукові досягнення:


• Розроблені методи синтезу доступних вуглецевих матеріалів з високою питомою поверхнею і заданими розмірами пор (порядку 1-3 нм), які найбільше відповідають розмірам часток в органічних електролітах, що застосовуються в суперконденсаторах;
• Розроблено методи модифікації поверхні нанопоруватих вуглецевих матеріалів гетероатомами азоту, фосфору і бору. Показана можливість суттєвого збільшення питомої потужності суперконденсаторів на основі допованих електродних матеріалів;
• Розроблено теоретичну модель для процесів заряду/розряду подвійного електричного шару в нанопоруватих електродах суперконденсаторів;
• Одержано нанесені каталітичні матеріали на основі нанокластерів благородних металів розмірами 5-30 нм, які є перспективними до застосуванняв системах перетворення світлової енергії в електричну, а такожв екологічному каталізі (окиснення СО, гідродегалогенування органічних сполук) за низьких температур.

 

ShemaNakopEnergKondens

Схема накопиченняелектричноїенергії в суперконденсаторі


На протязі 2009-2013 років відділ співпрацював с такими установами та організаціями:


1. МДУ ім. М.В.Ломоносова (Росія), кафедра хімічної технології та нових матеріалів (випробування матеріалів на основі терморозширеного графіту як добавок в електроди суперконденсаторів).
2. Тартуський університет (Естонія), кафедра електрохімії (випробування вугільних матеріалів, одержаних високотемпературним хлоруванням карбідів металів).
3. Технологічний університет Познані (Польща), кафедра прикладної електрохімії (розробка методик тестування суперконденсаторів і гібридних джерел струму).
4. Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України (випробування бактерицидної активності синтезованих у відділі срібловмісних бактерицидних матеріалів на основі активного вугілля).

Практичні результати:


• Спільно з компанією Юнаско-Україна розроблені нові електродні матеріали, в тому числі доповані гетероатомами азоту, фосфору та бору, і виготовлені дослідні зразки суперконденсаторів з питомою потужністю, що перевищує відомі аналоги;
• В рамках договору про науково-технічне співробітництво з Інститутом електрозварювання ім. Є.О.Патона і спільно з компанією Юнаско-Україна виготовлені суперконденсаторні модулі з напругою від 7.5 до 45 В і виконані їх успішні випробування в портативних апаратах точкового зварювання та зварювання шпильок;
• Спільно з Інститутом хімічної фізики РАН і компанією Юнаско-Україна розроблені методи визначення коефіцієнтів дифузії органічних електролітів в нанопорах вугільних матеріалів і визначені напрямки пошуку найбільш перспективних матеріалів для розробки суперконденсаторів з низьким внутрішнім опором;
• Показані перспективи застосування суперконденсаторів з низьким внутрішнім опором в автомобільній промисловості для гібридних і електромобілів;
• Встановлена висока бактерицидна активність композиційних матеріалів на основі мезопоруватого активного вугілля ,,Norit’’ з нанесеними полідисперсними фазами срібла;
• Встановлена залежність розмірів іммобілізованих на активному вугіллі нанокластерів паладію від кількості адсорбованої на ньому катіонної ПАР (децилпірідінійхлорид). Це має важливе значення при синтезі високоактивних каталітичних матеріалів низькотемпературного окиснення СО.

Публікації останніх років:

1. Y.A. Maletin, N.G.Stryzhakova, S.O.Zelinskyi, et al. Key Factors Influencing the Supercapacitor Lifetime. Proc. 19th Intern. Seminar on Double Layer Capacitor and Hybrid Energy Storage Devices, Deerfield Beach, Florida, Dec. 2009, pp. 111-114.
2. V.V. Strelko, O.V. Gozhenko, N.G. Strizhakova, and Y.A. Maletin. N- and P-Doped Carbons as Electrode Materials. Proc. 19th Intern. Seminar on Double Layer Capacitor and Hybrid Energy Storage Devices, Deerfield Beach, Florida, Dec. 2009, pp. 115-123.
3. V.V.Strelko, V.F.Lapko, V.A.Kanibolotskiy. Reductive adsorption as method for immobilization of noble metals nanoclusters on active carbons and dispersed oxides. Proc. 32th Congress of Spain Royal Chemical Society, Oviedo, Spain, Sept. 14-17, 2009, pp. 87-88.
4. В.Ф.Лапко, И.П.Герасимюк, Н.Е.Евтушенко и др. Адсорбционно-электрохимическое формирование пространственных структур в системе ,,активный уголь – благородный металл’’. Вісник Харківського Національного університету, вип. 17, № 870 (2009), сс. 226-239.
5. В.Ф.Лапко, И.П.Герасимюк, В.С.Куць и др. Активационные характеристики процесса разложения Н2О2 на палладий-углеродных катализаторах. Журн.физ.химии, 84 (2010), № 6, сс. 1043-1049.
6. І.М.Іваненко, І.В.Климчук, А.О.Лисенко та ін. Взаємозв’язок хімії поверхні і властивостей активного вугілля марки СКН. Наукові вісті національного університету ,,Київський політехнічний інститут’’, 2010, № 3, сс. 67-72.
7. В.В.Стрелко, В.Ф.Лапко, Н.Е.Евтушенко, В.А.Каниболоцкий. Плазмонный резонанс в нанокластерахAg и Au, нанесенных на поверхность гидридполисилоксана. Тез. Докл. IIМеждунар. конф. ,,Наноструктурные материалы – 2010'', Киев, окт. 2010, с. 113.
8. Y.A. Maletin, N.G.Stryzhakova, S.O.Zelinskyi, O.V.Gozhenko, etal. Ultracapacitors as the Key to Efficient Power Solutions. Proc. 6th Intern. Symp. on Large Ultracapacitor Technology and Application, AABC Conference, Orlando, FL, May, 2010, pp. 121-126.
9. Y.A. Maletin, N.G.Stryzhakova, S.O.Zelinskyi, D.G.Gromadskyi, A. B. Rozhenko. Electrolyte Mobility in the Electrode Nanopores – a Way to Reduce the EDLC Inner Resistance. Proc. 20th Intern. Seminar on Double Layer Capacitor and Hybrid Energy Storage Devices, Deerfield Beach, Florida, Dec. 2010, pp. 180-185.
10. D.H. Hromadskyi, Y.F. Fateev, N.H. Stryzhakova, Y.A. Maletin Anodicprocesses on Aluminum in aprotic electrolytes based on tetraethylammoniumtetrafruoroborate salt in acetonitrile. Materials Science, 46 (2010), pp. 412-417.
11. N.G.Stryzhakova, et al. Synthesis, X-ray structure and redox properties of the macrobicyclic iron(II) N2-and S2-containing vic-dioximates. Inorganica Chimica Acta, 2010,v.363, p.134–146.
12. N.G.Stryzhakova, et al. Tris-DioximateCobalt(I,II,III) Clathrochelates: Stabilization of Different Oxidation and Spin States of an Encapsulated Metal Ion by Ribbed Functionalization. European Journal of Inorganic Chemistry, 2010, 34, p. 5401–5415.
13. Y.A. Maletin. Optimal Market Niches for High-Power Ultracapacitors in Automotive and Mass-Transit Applications. Proc. 2nd EuropeanSymp. on Large Ultracapacitor Technol. and Appl., AABC Conference, Mainz, Germany, June, 2011, pp. 195-197.
14. В.А.Зажигалов, В.Ф.Лапко, И.В.Бачерикова, И.П.Герасимюк. Каталитическая активность нанесенных на активные угли Pd, Au и Pd-Au-катализаторов в реакции окисления монооксида углерода. Укр.хим.журн. 77 (2011), № 3-4, сс. 92-98.
15. Ю.А.Малєтін, Н.Г.Стрижакова, С.О.Зелінський, О.В.Гоженко, В.В.Стрелко.Суперконденсатори – накопичувачіелектричноїенергії з використаннямнанорозмірнихвуглецевихматеріалів. Вісник НАН України, 2011, №12, с. 23-29.
16. Y.A. Maletin, N.G.Stryzhakova, S.O.Zelinskyi, S.A. Tychyna, etal. CombinationsofUltracapacitorsandBatteries: ProspectsandChallenges. Proc. 21st Intern. Seminar on Double Layer Capacitor and Hybrid Energy Storage Devices, Deerfield Beach, Florida, Dec. 2011, pp. 103-108.
17. Y.A. Maletin, N.G.Stryzhakova, S.O.Zelinskyi, S.A. Tychyna, O.V.Gozhenko, D.M.Drobnyetal.YUNASKO Ultracapacitors: 3 Ways to Reduce the Cost. Proc. 3rd European Symp. on Large Ultracapacitor Technol. and Appl., AABC Conference, Mainz, Germany, June, 2012, pp. 331-338.
18. В.В.Стрелко, В.Ф.Лапко, В.А.Каниболоцкий. Нанокластеры серебра на поверхности гидридполисилоксана, синтезированного золь-гель методом. Тез. докл. IIКонф. стран СНГ ,,Золь-гель синтез и исследование неорганических соединений, гибридных функциональных материалов и дисперсных систем'', Севастополь, сент. 2012, с. 149.
19. В.В.Стрелко, В.Ф.Лапко, Н.Е.Евтушенко и др. Плазмонный резонанс в нанокластерахAg и Au, синтезированных на поверхности кремнеземов с различной природой поверхности. Теоретиэксперим. химия. 2012, № 5, сс. 286-296.
20. Y.A. Maletin, N.G.Stryzhakova, S.O.Zelinskyi, S.A. Tychyna, D.M.Drobnyetal. Can the Best Performance and Improved Design Open the Door to EDLC Market? Proc. 22nd Intern. Seminar on Double Layer Capacitor and Hybrid Energy Storage Devices, Deerfield Beach, Florida, Dec. 2012, pp. 180-185.
21. D.G. Gromadskyi, Y.F. Fateev, Y.A. Maletin. The impact of aluminum electrode anodic polarization in tetraethylammoniumtetrafluoborate acetonitrile solution on the process of film formation. Corrosion Science, 69 (2013), pp.191-196.
22. Ю.А.Малетин, Н.Г.Стрижакова, С.А.Зелинский, С.А.Тычина, В.М.Дробный и др. Радиационная восприимчивость суперконденсаторов и перспективы их космического применения. Космічна наука і технологія, 2013, т.19, №3, с.47-60.

Співробітництво з іншими науковими центрами:

 1. Державна цільова науково-технічна програма «Нанотехнології та наноматеріали». Проект «Синтез і дослідження нанопоруватих вуглецевих матеріалів для енергонакопичуючих систем» (Січень 2010 - грудень 2014).
2. Проект НАН України - УНТЦ № 5500 «Розробка та конструювання накопичувачів енергії на основі нанорозмірних матеріалів для космічних застосувань» (Січень 2012 – серпень 2013).
3. CRDF (U.S. Civilian Research & Development Foundation), Project no. UKE2-9014-KV-09 “Nanoporous modified carbon materials and electrochemical systems for energy recuperation”. (Серпень 2009 – липень 2010).

Співробітники відділу:

1. Гоба Валентина Євстафіївна, м.н.с.
2. Гоженко Олег Віталійович, м.н.с. e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
3. Зелінський Сергій Олександрович, ст.н.с., к.ф.-м.н. e-mail:Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (044)-450-40-43
4. Копил Світлана Анатоліївна, м.н.с.
5. Лапко Володимир Федоровичcт.н.с., к.х.н. e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (044)-450-40-43
6.Лисенко Анатолій Олександрович м.н.с. (044)-450-40-43
7.Малетін Андрій Юрійович,пров. інж. 
8.Пенделюк Оксана Іванівна, н.с., к.х.н. (044)-452-93-28
9.Познаєва Ольга Олександрівна, м.н.с. (044)-452-93-27
10.Стрижакова Наталія Григорівна,ст.н.с., к.х.н. e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (044)-450-40-43
11. Трофіменко Світлана Іванівна, м.н.с. (044)-452-93-27

JSN Mico template designed by JoomlaShine.com