Лаборатория материалов для электрохимических процессов
публикаций
цитирований
Хирша
Организация
- МГУ им. Ломоносова
Области науки
- Электрохимия
- Материаловедение
- Неорганическая химия
Чем мы занимаемся?
Разработка и изучение неорганических материалов, которые используются в электрохимических процессах (в электродах или электролитах различных типов аккумуляторов). Проводимые работы базируются на сочетании принципов материаловедения, неорганической химии и электрохимии. Неотъемлемой частью являются фундаментальные исследования, при этом большинство исследуемых объектов планируется применять в реальных устройствах в обозримом (3-10 лет) будущем.
Используемые методы
- Различные виды неорганических синтезов: гидро(сольво)термальный, золь-гель, твердофазный
- Рентгенофазовый анализ
- Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)
- Электрохимические исследования, в т.ч. operando дифракционные и спектроскопические эксперименты
Направления исследований
Синтез и исследование катодных и анодных материалов для металл-ионных (литий-ионных, натрий-ионных, калий-ионных) аккумуляторов
На рисунке сверху – кристаллические структуры основных типов материалов, с которыми мы работаем: 1 – слоистые оксиды, 2 – фосфаты со структурой оливина, 3 - оксиды со структурой шпинели, 4 – фосфаты со структурой NASICON, 5 – пирофосфаты со структурой KAlP2O7, 6 –«твердый углерод». На рисунке снизу — электрохимические характеристики в режиме «быстрый заряд – медленный разряд» фосфатов LiFePO4 (LFP), полученного методом сольвотермального синтеза в нашей лаборатории (1) и коммерчески доступного аналога (2). Эти материалы применяются в качестве катодов безопасных и высокомощных литий-ионных аккумуляторов.
Разработка экспериментальных подходов для in situ и operando методов исследования
Разработан и успешно апробирован ряд электрохимических ячеек для проведения operando исследований методами рентгеновской порошковой дифракции, синхротронной рентгеновской дифракции и рентгеновской спектроскопии поглощения, нейтронной порошковой дифракции, мессбауэровской спектроскопии. На рисунке представлена схема одной из таких ячеек.
Масштабирование методов синтеза и прототипирование металл-ионных аккумуляторов
Катодные материалы со структурой оливина для следующего поколения высокомощных аккумуляторов сейчас производятся в рамках стартапа «Рустор», созданного совместно со Сколковским институтом науки и технологии. Прототипы натрий-ионных аккумуляторов, созданные на основе четырех типов материалов, разработанных в нашей лаборатории на Химическом факультете МГУ, были представлены на профильных выставках в 2019 и 2020 годах (пример на рисунке).
Публикации и патенты
Партнёры
