РНФ (№ 21-13-00177)
Проект направлен на исследование и выявление закономерностей процессов получения новых углеродных и композиционных электродных материалов, производимых из отходов переработки возобновляемого растительного сырья, отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности для современной экологически чистой и ресурсосберегающей энергетики. Научная новизна проекта заключается в решении проблемы создания востребованных материалов для современных систем распределённой энергетики. Важно, что для получения этих материалов будут использованы отходы переработки растительной биомассы (производство масла, соков, сахара, пивоварение, виноделие, производство фурановых производных, биополимеров и т.д.), что решает проблему утилизации крупнотоннажных экологически небезопасных отходов. Такой комплексный подход внесет существенный вклад в развитие в РФ современной экологически чистой, в том числе водородной, и ресурсосберегающей энергетики.
В результате выполнения проекта будут получены новые фундаментальные знания о закономерностях превращения растительной биомассы и отходов ее переработки, которые послужат научными основами для разработки экологичных малоотходных технологий создания современных электрохимических систем преобразования и накопления энергии с низким углеродным следом, таких как твердополимерные топливные элементы (ТПТЭ) и электролизёры, суперконденсаторы (СК), метал-ионные аккумуляторы (МИА) и проточные редокс батареи (ПРОБ). Будут разработаны научные основы создания электродных материалов нового поколения для энергетической промышленности на основе нативных и модифицированных гетероатомами, наночастицами металлов, оксидов/гидроксидов переходных металлов УМ, полученных в результате термохимической конверсии отходов пищевой промышленности, отходов переработки растительной биомассы в производные фурана и карбоновые кислоты (гумины). Будет проведено комплексное исследование физико-химических и электрохимических свойств всех типов полученных композитов в модельных и реально работающих системах преобразования и хранения энергии, на основании которых будут установлены основные закономерности, связывающие вид углеродного сырья, способ получения УМ, метод модифицирования, функциональные характеристики получаемого материала. В работе будут получены результаты мирового уровня, подготовлены высококвалифицированные специалисты и особое внимание будет уделено привлечению и закреплению в научной среде молодых ученых профильных специальностей.