Публикации

Отобразить:
Избранные Все

Избранные публикации

Органические материалы для литий-ионных аккумуляторов

Несмотря на то, что производство аккумуляторов по-прежнему полагается на неорганические материалы, множество исследований посвящено использованию органических соединений в качестве перспективных электродных материалов будущего. Кафедра электрохимии СПбГУ не является исключением в подобных попытках. Мы стараемся использовать полимерные комплексы металлов с лигандами саленового типа в качестве самостоятельных электродных материалов, а также использовать сочетания с TEMPO для аккумуляторов на основе органических радикалов.
Название Ссылка

Безопасность литий-ионных аккумуляторов

В СМИ литий-ионные аккумуляторы порой представляются как небезопасные устройства, способные воспламениться или взорваться по малейшей причине. И хотя случаи их возгорания действительно случаются, эти источники энергии достаточно безопасны (конечно, при правильном производстве). Тем не менее, возможно сделать литий-ионные аккумуляторы ещё более безопасными, и некоторые наши исследования сфокусированы именно на этом. Одним из способом улучшения безопасности является предотвращение перенапряжения. Нанесение тонкого слоя полимера, теряющего проводимость при высоких потенциалах, может стать ключом к решению проблемы.
Название Ссылка

Водные аккумуляторы

Исследования новых материалов для водных аккумуляторов, включая цинк-ионные и магний-ионные, перспективны для создания накопителей энергии. Такие материалы являются привлекательной альтернативой традиционным литий-ионным батареям благодаря своей безопасности и доступности компонентов материалов. Водные электролиты в аккумуляторах исключают риск воспламенения, связанный с органическими растворителями в литий-ионных системах, что способствует более безопасной эксплуатации аккумуляторов. Кроме того, цинк и магний географически значительно более распространены, чем литий, что потенциально может снизить затраты на производство аккумуляторов и уменьшить воздействие на окружающую среду. Поэтому дальнейшее изучение этих материалов имеет решающее значение для разработки устойчивых и безопасных аккумуляторов нового поколения.
Название Ссылка

Фундаментальные исследования проводящих полимеров

Наука о проводящих полимерах достаточно развита для их применения в различных областях и устройствах: аккумуляторах, суперконденсаторах, топливных ячейках, катализаторах, фотовольтаике, биоэлектрохимии. Всё это не было бы возможно без тщательного предшествующего изучения свойств полимеров. И на данный момент областей, заслуживающих изучения, осталось ещё много: от исследования процессов переноса заряда внутри самих полимеров, до их взаимодействий в составе различных электрохимических систем.
Название Ссылка

Моделирование электрохимических процессов

Поставить эксперимент с целью эмпирического определения свойств полимера, имеющегося в наличии, — надёжный способ открыть новые эффекты и возможные применения. Однако, накопив достаточное количество наблюдений, следует задуматься о модели, способной предсказать свойства новых материалов. Описание процессов переноса заряда в проводящих полимеров является предметом модельных подходов в течение нескольких десятилетий. Работы Кафедры электрохимии СПбГУ также внесли существенный вклад.
Кроме проводящих полимеров, мы также занимаемся моделированием электродных процессов с участием других объектов, например, интеркаляции в композиционных электродных материалах.
Название Ссылка

Проводящие связующие в электродных материалах

В настоящее время поливинилиденфторид (PVDF) является предпочтительным связующим веществом в массово производимых батареях. Несмотря на то, что он успешно справляется с задачей по удержанию материала, существуют некоторые недостатки его использования. Когда речь идет об удельной мощности и энергии ячейки, то 10-20% содержание непроводящего связующего не позволяет в полной мере использовать массу и объем материала. Кроме того, для процесса приготовления электродов с помощью PVDF требуется N-метил-2-пирролидон (NMP), летучий органический растворитель. Для решения этих проблем можно использовать альтернативные связующие вещества, такие как PEDOT:PSS. Это соединение обладает как собственной проводимостью, так и емкостью, и позволяет готовить электродные составы на водной основе.
Название Ссылка

Неорганические электродные материалы

Уже более трех десятилетий неорганические материалы прочно удерживают свою позицию в качестве основного компонента современных литий-ионных батарей. Несмотря на значительный толчок в сторону органических материалов, до сих пор трудно заменить такие материалы, как литий-железо фосфат, литий-никель-марганец-кобальт оксид литий-марганцевую шпинель. Тем не менее, существующие материалы могут быть модифицированы, а также могут быть созданы новые неорганические соединения для использования в металло-ионных батареях, суперконденсаторах, топливных элементах и других электрохимических устройствах.
Название Ссылка

Суперконденсаторы

Суперконденсаторы - один из видов электрохимических устройств хранения энергии с большой емкостью и высокой мощностью, превышающими по этим свойствам электролитические конденсаторы. Материалы для суперконденсаторов должны быть способны к быстрой обратимой перезарядке. Над синтезом и исследованием таких материалов работают исследовательские группы Кафедры электрохимии СПбГУ.
Название Ссылка

Топливные ячейки и катализаторы

В электрохимическом катализе могут использоваться различные органические и неорганические материалы. Области их применения весьма разнообразны: от катализаторов для реакций восстановления кислорода в топливных элементах до оптимизации важных промышленных процессов, например, производства перекиси водорода.
Название Ссылка

Характеризация веществ и сотрудничество

Существует множество областей исследований, которые не являются нашими непосредственными задачами, например, биохимические исследования. И есть еще больше областей, где необходимо сотрудничество для всестороннего изучения соединений, материалов и систем. В этом разделе представлены наши недавние работы, в которых электрохимические исследования внесли ценный вклад в совместную работу с другими исследовательскими группами.
Название Ссылка

Обзоры

Области наших исследований хорошо развиты и разнообразны, и поэтому для лучшего понимания нынешних тенденций требуются источники собранных воедино тематических данных. Здесь представлены самые свежие обзоры электрохимических систем, изучаемых на Кафедре электрохимии СПбГУ.
Название Ссылка

Патенты

Результаты наших исследований, завершившиеся регистрацией изобретения, представлены здесь.
Патент Ссылка
V.V. Kondratiev, S.N. Eliseeva, E.G. Tolstopyatova, A.O. Nizhegorodova, Electrochemical cell for synthesis of nanocomposite materials // Patent of Russian Federation № 149730, 2015.
V.V. Kondratiev, S.N. Eliseeva, E.G. Tolstopyatova, A.O. Nizhegorodova, Method of nanocomposite materials production and device for its implementation // Patent of Russian Federation № 2568807, 2015.
V.V. Kondratiev, O.V. Levin, E.G. Tolstopyatova, S.N. Eliseeva, E.V. Alekseeva, Composite cathode material for Li-ion batteries // Patent of Russian Federation № 2584678, 2016.
O.V. Levin, M.V. Novozhilova, E.V. Alekseeva, M.S. Verjuzhskij, A.A. Vereshchagin, A method of determining amines in non-aqueous media // Patent of Russian Federation № 2613880, 2017.

Награды и достижения

Всякий раз, когда сотрудники кафедры или студенты награждаются за свою работу, это большая честь для всех вовлечённых в жизнь наших научных групп. Здесь представлены достижения последних лет.
  • 2022: Аспирант Волков Алексей Игоревич — награждён дипломом за лучший постер на XVII Международной конференции «Актуальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах»
  • 2021: Аспирант Верещагин Анатолий Андреевич — награждён дипломом G-RISC Young Scientist Award 2021 (Best Project in Materials Sciences)
  • 2021: Аспирант Верещагин Анатолий Андреевич — Премия имени А.Н.Фрумкина за опубликованные работы студентов и аспирантов
  • 2020: Аспирант Верещагин Анатолий Андреевич — стипендия Президента РФ молодым учёным и аспирантам
  • 2019: Студент Каменский Михаил Александрович — Диплом Международной научной конференции "Ломоносов-2019"
  • 2018: Студент Стельмашук Татьяна Андреевна — Диплом XXVII Менделеевского конкурса студентов-химиков
  • 2016: Студент Верещагин Анатолий Андреевич — специальная Ректорская стипендия
  • 2016: Студент Верещагин Анатолий Андреевич — Диплом 25 Менделеевского конкурса на лучшую научно - исследовательскую работу студентов-химиков
  • 2015: Студент Волков Алексей Игоревич — Диплом за лучший стендовый доклад на IX Международной конференции молодых учёных по химии «Менделеев-2015» в Секции 2 — Полимерные материалы: методы получения и переработки
  • 2015: Студент Волков Алексей Игоревич — Диплом за лучший доклад в секционном заседании на IX Всероссийском форуме студентов, аспирантов и молодых учёных «Наука и инновации в технических университетах»
  • 2015: Аспирант Новожилова Мария Викторовна — Победитель программы «УМНИК»
  • 2015: Аспирант Алексеева Елена Валерьевна — специальная ректорская стипендия, стипендия Правительства РФ
  • 2014: Аспиранты Алексеева Елена Валерьевна, Новожилова Мария Викторовна — Премия имени А.Н.Фрумкина за опубликованные работы студентов и аспирантов
  • 2013: Аспирант Новожилова Мария Викторовна — Диплом 23 Менделеевского конкурса на лучшую научно - исследовательскую работу студентов-химиков
  • 2012: Аспирант Новожилова Мария Викторовна — Диплом за лучший стендовый доклад на всероссийской конференции с международным участием «Менделеев-2012»