See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Personaalne uurimistoetus" projekt PUT55
PUT55 "Vesiniku, erinevate lahuste ja hüdriidide füüsikaliste ja elektrokeemiliste omaduste uurminie mikro-/mesopoorsetes süsinikmaterjalides (1.01.2013−31.12.2016)", Heisi Kurig, Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, keemia instituut.
PUT55
Vesiniku, erinevate lahuste ja hüdriidide füüsikaliste ja elektrokeemiliste omaduste uurminie mikro-/mesopoorsetes süsinikmaterjalides
Physical and electrochemical properties of hydrogen, different solutions and hydrides in micro-/mesoporous carbon materials
1.01.2013
31.12.2016
Teadus- ja arendusprojekt
Personaalne uurimistoetus
Stardiprojekt
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.17 Energeetikaalased uuringudT140 Energeetika 2.2. Elektroenergeetika, elektroonika (elektroenergeetika, elektroonika, sidetehnika, arvutitehnika ja teised seotud teadused)70,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaP401 Elektrokeemia 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).30,0
PerioodSumma
01.01.2013−31.12.201345 780,00 EUR
01.01.2014−31.12.201445 780,00 EUR
01.01.2015−31.12.201545 780,00 EUR
01.01.2016−31.12.201645 780,00 EUR
183 120,00 EUR

Mikro-/mesopoorsed süsinikmaterjalid (MMSM) omavad olulist rolli paljudes energiasalvestustehnoloogiates ja –seadmetes (gaaside salvestamine, superkondensaatorid, prootonjuhtmembraan kütuseelemendid jne), mille efektiivsus sõltub kasutatud materjalide termodünaamilistest ja kineetilistest omadustest. Varasemalt on näidatud, et ainete omadused nanomõõtmelises ruumis erinevad oluliselt ainete makroskoopilistest omadustest (sulamis- ja lagunemistemperatuur, difusioonikonstant, katalüsaatori aktiivsus jne). Projekti raames alustatakse MMSM omaduste (grafitiseeritusastme, poorijaotuse, pinna funktsionaliseerituse ja selle keemiline koostise jne) mõju uurimist MMSM pooridesse adsorbeeritud gaaside, solventide, lahuste ja hüdriidide (vesinik, metaan, vesi, ioonsed vedelikud, atsetonitriil jt orgaanilistel solventidel baseeruvad lahused, naatriumalanaat, liitiumboorhüdriid) füüsikalistele ja keemilistele omadustele erinevates katsetingimustes (rõhk, temperatuur, rakendatav potentsiaal jne)
Micro-/mesoporous carbon materials (MMCM) have important role in many energy storage technologies and devices (gas storage devices, supercapacitors, proton exchange membrane fuel cells etc.). The efficiency of these technologies depends on the thermodynamic and kinetic properties of materials used. It has been demonstrated that the properties (phase transition and decomposition temperatures, diffusion constant, catalytic activity etc.) of substances in nanoconfinement differ strongly form the properties of bulk material. The main aim of this project is to study the influence of MMCM properties on the physical andchemical properties of gases, solvents, solutions and hydrides (hydrogen, methane, water, ionic liquids, acetonitrile etc. organic solvent vased solutions, sodium alanate, lithium borohydride etc.) adsorbed in the pores of MMCM at different experimental environments (pressure, temperature, applied potential etc.).
Käesoleva teadusprojekti käigus läheneti katsete teostamisel varasemast suurema põhjalikkusega kasutatud MMSM materjalide karakteriseerimisele, et mõista paremini kasutatud süsinikmaterjalie omaduste (grafitiseeritusastme, poorijaotuse, pooride kuju jms) mõju materjalide käitumisele erinevates rakendustes (nanokomposiit hüdriid|süsinik materjalides, gaaside adsorbendina, elektroodi materjalina superkondensaatorites ja patareides, katalüsaatorikandjana kütuseelementides jms). Selleks kasutati erinevaid meetodeid nagu väikese nurga all neutronhajumine, erinevate gaaside adsorptsioon koos erinevate analüüsimudelitega, Raman spektroskoopia analüüs valitud meetoditega spektrite interpreteerimiseks, röntgen difraktsioonanalüüs jms. Materjalide karakteriseerimisel näidatit, et varasemalt laialdaselt kasutust leidnud mudelid gaasiadsorptsiooni ja Raman spektroskoopia andmete analüüsimiseks ei ole MMSM puhul tihtilugu õigustatud ning enne mudeli valikut tuleb teostada põhjalikum materjalide karakteriseerimine. Karakteriseeritud materjale kasutati erinevates rakendustes mõistmaks MMSM materjalide omaduste mõju. Uurimistöö käigus tuvastati olulisimad MMSM omadused, mis mõjutavad gaaside adsorptsiooni, hüdriidide lagunemistemperatuuri, katalüsaatorite aktiivsust jne. Lisaks omandatud funamentaalsetele teadmistele süsiniku omaduste mõju kohta parandati nimetatud materjalide energiatehnoloogia rakenduste seisukohast olulisi omadusi. Näiteks (1) suudeti valmistada süsinikmaterjal, mis suudab adsorbeerida kuni 55% rohkem metaani eripinna kohta kui varem; (2) tõsta madalatel temperatuuridel (<200 °C) eralduva vesiniku hulka 60%-ni; (3) tõsta superkondensaatori energia ja võimsustihedust kuni 40%; (4) tõsta prootonjuhtmembraan kütuseelementide võimsustihedus 500 mW/cm2 temperatuuril 60 C s.o 10%-15% kõrgemale, kui kommertsiaalselt kättesaadavate süsinikkandjate korral (5) jne.