Электрохимические процессы для зелёной энергетики

Энергоэффективность производства электролизного "зеленого" водорода - экологически чистого топлива в рамках концепции водородной энергетики, во многом определяется конструкцией и принципом работы электролизера. В нашей группе ведутся работы по разработке электрокатализаторов и прочих компонентов как для наиболее современных "беззазорных" щелочных электролизеров с анионообменными мембранами и полимерными сепараторами, так и принципиально новых типов электролизеров ("разделенный" безмембранный электролизер, электролизер с анодной реакцией выделения водорода, и др.). В последние годы в нашей группе разработаны электрокатализаторы реакции выделения кислорода на основе смешанных сложных оксидов (таких как (La0.6Ca0.4)2NiO4-δ и La0.6Ca0.4Fe0.7Ni0.3O2.9) с уникальной пористой сферической морфологией и высокой удельной поверхностью с использованием метода ультразвукового спрей-пиролиза. Технология спрей-пиролиза легко масштабируется и позволяет быстро перейти от граммов (исследования в лаборатории) к десяткам и сотням граммов, что более актуально для практических применений. С использованием разработанных материалов удалось достичь производительности щелочных ячеек, близкой к производительности ячеек с протонообменной мембраной: ток 0.5 А/см2 при напряжении ниже 2 В. В настоящее время в лаборатории ведутся работы по разработке бифункциональных электрокатализаторов на основе сульфидов, нитридов и других классов соединений.

Электрохимическая конверсия углекислого газа в полезные продукты - один из перспективных способов уменьшения антропогенного влияния на изменение климата планеты. В нашей группе ведутся работы по поиску биметаллических соединений для конверсии углекислого газа в С1 (моноксид углерода, формиат) и С2, С3 (спирты, этилен, этан, и др.) продукты, а также для реакции анодного выделения водорода из растворов альдегидов. Исследования сосредоточены как на синтезе и характеризации новых биметаллических электрокатализаторов, так и на изучении процессов, протекающих на поверхности в условиях электролиза (сегрегация элементов, селективное растворение, изменение морфологии, и т.д.).