name: Теоретические и технологические основы импульсного электролиза для получения электро- и каталитически активных материалов
keyword_list: импульсный электролиз каталитически активные материалы твердополимерные топливные элементы суперконденсаторы литий-ионные аккумуляторы фотокатализ
abstract: Разработаны теоретические представления о механизмах формирования дисперсных платино-, палладий-, олово- и графен-содержащих структур в условиях импульсного электролиза. На основе анализа термодинамических свойств, электронной структуры металлов и экспериментальных исследований установлены кинетические закономерности процессов диспергирования/окисления-диспергирования металлов. Доказано влияние импульсных режимов электролиза на структуру и степень дефектности графенсодержащих материалов. Обосновано применение переменного импульсного тока, выявлена необходимость периодической смены полярности для разупорядочения поверхностного слоя электрода, наличия импульсов/пауз тока для создания концентрационных и температурных полей, обеспечивающих массоперенос за счет большого градиента концентраций и интенсификации конвективных потов в квазистационарном граничном слое. Доказана ключевая роль газовыделения в процессе диспергирования поверхностного слоя электрода вне зависимости от его природы. Предложенная концептуальная модель процесса может быть положена в основу создания математической и численной моделей процессов получения дисперсных материалов различной природы в условиях импульсного электролиза для оптимизации технологии электрохимического производства функциональных материалов. Полученные теоретические результаты вносят существенный вклад в развитие научных представлений о кинетике и механизмах электрохимических процессов в нестационарных условиях.
  С применением разработанных технологических подходов получены материалы, характеризующиеся преимуществами по сравнению коммерческими аналогами и материалами, полученными другими методами: Pt/C (на основе углеродная сажи, углеродных нанотрубок, графена) катализаторы для твердополимерных топливных элементов, обладающие повышенной стабильностью к деградации;  Pd-PdO/C катализаторы, в зависимости от содержания оксидной фазы проявляющие повышенную активность в реакциях окисления муравьиной кислоты или этанола; оловосодержащие материалы, которые в зависимости от фазового состава и микроструктуры могут быть использованы как в качестве электроактивных материалов в накопителях энергии, так и в качестве носителей для Pt катализаторов с повышенной стабильностью к окислению/отравлению в твердополимерных топливных элементах или в технологиях фотодеградации органических загрязнителей воды. С применением методов математической логики и теории множеств разработана формальная модель технологического процесса «Получение электро- и каталитически активных материалов в условиях импульсного электролиза», описывающая взаимодействия пяти основных подсистем: «характер тока», «электрод», «электролит», «электролизер», «температура» и множеств входящих в них факторов, характеризующих технологический процесс, которая является основой для разработки Программного управления технологическим процессам и оборудованием. Определены технико-экономические показатели процесса электро- и каталитически активных материалов в условиях импульсного электролиза. Эффективность разработанных технологических решений получения материалов на основе металлов платиновой группы подтверждена ООО «Прометей РД». Эффективность применения полученных материалов подтверждена ООО «Инэнерджи» (Pt/C для ТПТЭ) и ООО «Экофес» (SnO2-SnO для фотодеградации органических загрязнителей воды).
chairman_dissertation_council.name: Виталий
chairman_dissertation_council.surname: Таранушич
chairman_dissertation_council.patronymic: Андреевич
chairman_dissertation_council.position: Профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: B-1193-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6507798105
chairman_dissertation_council.rinc_id: 604036
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Владимир
organization_supervisor.surname: Пузин
organization_supervisor.patronymic: Сергеевич
organization_supervisor.position: Проректор по научной работе и инновационной деятельности
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 61.31.59
rubrics.name: Электрохимические производства. Электроосаждение. Химические источники тока
oecds.code: 02.04.II
oecds.name: ENGINEERING, CHEMICAL
speciality_codes.name: Технология электрохимических процессов и защита от коррозии
speciality_codes.code: 2.6.9.
supervisors.fio: Смирнова Н.В.
supervisors.scientific_degree: Доктор химических наук
supervisors.speciality_code: Электрохимия
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Соловьева Н.Д.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Электрохимия
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Кузнецов В.В.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Технология электрохимических процессов и защита от коррозии
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Золотухина Е.В.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Физическая химия
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ЮРГПУ(НПИ) ФГБОУ ВО "ЮРГПУ(НПИ) ИМЕНИ М.И.ПЛАТОВА" ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (НПИ) ИМЕНИ М.И. ПЛАТОВА ФГБОУ ВО "ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (НПИ) ИМЕНИ М.И. ПЛАТОВА"
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (НПИ) ИМЕНИ М.И. ПЛАТОВА"
protection_organization.ogrn: 1026102216030
protection_organization.supervisor_name: ЮРИЙ
protection_organization.supervisor_surname: РАЗОРЕНОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ИВАНОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ЮРГПУ(НПИ) ФГБОУ ВО "ЮРГПУ(НПИ) ИМЕНИ М.И.ПЛАТОВА" ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (НПИ) ИМЕНИ М.И. ПЛАТОВА ФГБОУ ВО "ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (НПИ) ИМЕНИ М.И. ПЛАТОВА"
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (НПИ) ИМЕНИ М.И. ПЛАТОВА"
author_organization.ogrn: 1026102216030
author_organization.supervisor_name: ЮРИЙ
author_organization.supervisor_surname: РАЗОРЕНОВ
author_organization.supervisor_patronymic: ИВАНОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения