Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка методов изготовления нанопористых углеродных материалов для эффективных накопителей энергии

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3213
Организация
ФТИ им. А.Ф.Иоффе
Руководитель работ
Вуль Александр Яковлевич
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Внебюджетные средства
2,84 млн

Создание полифункциональных углеродных нанопористых материалов для накопителей энергии, обеспечивающих адсорбцию материального энергоносителя (водорода) с плотностью не менее 5 вес.% (не менее 1000 Дж/грамм в энергетическом эквиваленте) и накопление электрической энергии с удельной энергоемкостью более 100 Дж/грамм.

Этапы проекта

1
16.05.2007 - 31.07.2007
1. Проведен анализ научно-технической литературы нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме.
2. Установлен и оптимизирован процесс термохимической обработки карбидов с целью получения нанопористого углерода с наилучшими электрическими характеристиками (величиной удельной поверхностью до 1500 м2/г и размерами пор в нанометровой области).
3. Проведен анализ структуры полученных нанопористых материалов методами адсорбционно-структурного анализа, рентгеноструктурного анализа, высокоразрешающей растровой электронной микроскопии.
3. Разработана лабораторная методика получения наноструктур типа «графитовые нановолокна- металл», направленная на достижение емкости по водороду до 5 масс.%
4. Разработаны методы оценки и способы тестирования энергоёмкости разрабатываемых нанопористых углеродных материалов
Развернуть
2
01.08.2007 - 31.12.2007
. Разработан макет технологической установки для получения лабораторных образцов наноуглеродного материала-аккумулятора водорода.
2. Наработаны экспериментальные образцы нанопористого углерода из карбидов TiC, TiC0,5N0,5, B4C, Mo2C с целью получения материала, обладающего максимальной энергоемкостью.
3. Изготовлены приспособления для тестирования энергоемкости нанопористых углеродных материалов.
4. Наработаны экспериментальные образцы наноуглеродного материала для аккумулирования водорода.
5. Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
Изготовлены партии накопителей энергии (ионисторов) на основе трех типов нанопористых углеродных материалов, получаемых хлорированием карбида титана, карбида бора и карбида молибдена.
  Разработана гальваностатическая методика измерения энергоемкости ионисторов на основе нанопористых углеродных материалов
  Проведено тестирование энергоемкости ионисторов на основе указанных типов углеродных материалов
  Изготовлены экспериментальные образцы накопителей водорода на основе наноструктур типа «графитовое нановолокно –металл».
  Была изготовлена партия из 5 лабораторных образцов накопителей водорода на основе наноструктур типа «графитовое нановолокно -металл» объемом 3 см3 каждый
  Испытаны на сорбционную емкость по водороду экспериментальные образцы накопителей водорода на основе наноструктур типа «графитовое нановолокно –металл»
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
Разработана лабораторная методика получения наноструктур типа «графитовые нановолокна-металл», позволившая получить образцы с величиной емкости по водороду 5 масс.%, разработан и опробован метод контроля сорбционной емкости наноуглеродных материалов по водороду.
  Изготовлены лабораторные образцы накопителей энергии на основе нанопористых углеродных материалов с величиной энергоемкости, до 1.5 раз превышающим заданное в ТЗ значение в 100 Дж/г
  Предложен новый тип термоэлектического генератора основе наноуглеродной структуры
  Созданы углеродные материалы для электродов ионисторов существенно превышающие параметры лучшего мирового аналога.
  С превышением ТЗ выпущены технические условия на углерод порошкообразный нанопористый для ионисторов (ТУ 1-440-08
  Организация опытного производства разработанных порошков в ФТИ РАН позволила в кратчайшие сроки внедрить разработанные материалы в производство ионисторов К58-12
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Тема
Разработка методов изготовления нанопористых углеродных материалов для эффективных энергоносителей адсорберов водорода и накопителей электроэнергии.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
9
Тема
Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области создания эффективных накопителей электрической энергии для нужд централизованной и автономной энергетики.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 19 мес.
Бюджетные средства
56 млн
Количество заявок
22
Тема
Разработка эффективных технических решений по использованию топливных элементов и других накопителей энергии в локальных энергетических системах и подготовка рекомендаций по их применению.
Продолжительность работ
2013, 9 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
17
Тема
Проведение проблемно-ориентированных исследований и разработка технических решений для создания энергетических комплексов для энергоснабжения автономных потребителей, с использованием возобновляемых источников энергии, накопителей энергии и устройств оптимального управления
Продолжительность работ
2013, 8 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
52
Тема
Комплекс исследований по физике высокой плотности энергии в веществе, релятивистской ядерной физике, медицинской физике, радиационной стойкости материалов, радиационной биологии, физике тяжелоионных пучков с доминирующим пространственным зарядом на установке: "ТераВаттный Ускоритель-Накопитель тяжелых Ионов (ТВН ИТЭФ) (рег. № 01-86)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Количество заявок
1