В РФ облегчили производство гидрофобных аэрогелей для аккумуляторов
МОСКВА, 3 апреля. /ТАСС/. Специалисты-химики РАН, Курчатовского института и Университета Сириус разработали новый метод получения гидрофобных аэрогелей диоксида германия, что призвано облегчить производство химических катализаторов, современных аккумуляторов и светящихся веществ. Об этом сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ.
"Синтезированный аэрогель обладает улучшенными механическими характеристиками и может быть использован для создания новых высокотехнологичных люминофоров, анодных элементов в литий-ионных аккумуляторах высокой емкости, а также в качестве носителей катализаторов", - отметили в пресс-службе.
Аэрогели - класс материалов, представляющих собой гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. Объемные высокопористые материалы, сформированные 3D-каркасом из наночастиц, обладают высокой площадью поверхности и высокой прочностью, что делает их особо привлекательными для создания катализаторов, позволяет увеличить циклическую стабильность и ускорить диффузию ионов лития в литий-ионных аккумуляторах.
Как рассказала член авторского коллектива, научный сотрудник ИОНХ РАН Варвара Веселова, при обычном производстве аэрогеля на его поверхности неизбежно остаются гидроксильные группы (-ОН). Эти группы реагируют с влагой воздуха, что приводит к постепенному ухудшению свойств материала. Чтобы аэрогель сохранял полезные свойства как можно дольше, его нужно сделать гидрофобным, то есть изменить поверхность наночастиц так, чтобы они не взаимодействовали с водой.
"Нам удалось разработать метод, который осуществляется всего в одну стадию, используя дешевый и стабильный тетрахлорид германия в качестве основного прекурсора. Мы вводим в систему небольшое количество со-прекурсора, диэтилдихлорида германия, что позволяет направленно контролировать угол смачивания, т.е. можно управлять способностью отталкивать воду. Кроме того, мы смогли избежать введения в систему соединений кремния, которые часто используются для гидрофобизации, но могли бы негативно повлиять на люминесцентные свойства материала", - рассказала Веселова.
В работе участвовали сотрудники Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Научного центра генетики и наук о жизни Университета Сириус, Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ "Курчатовский институт" и Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова НИЦ "Курчатовский институт". Работа поддержана Российским научным фондом.