В ИРНИТУ занимаются поиском эффективных нанокластеров для создания устройств хранения водорода

Сотрудник ИРНИТУ занимается поиском эффективных нанокластеров для создания устройств хранения водорода.
Ведущий научный сотрудник отдела лазерной физики и нанотехнологий научно-исследовательской части ИРНИТУ Игорь Петрушенко выиграл международный грант.
Он проводит исследования в рамках научно-образовательного сотрудничества по программе «Михаил Ломоносов», которую реализуют Министерство науки и высшего образования РФ и DAAD (Германская служба академических обменов). Программа предназначенная для проведения исследований по техническим и естественно-научным дисциплинам в университетах и научных центрах Германии. Финансирование получают молодые ученые из российских университетов и институтов РАН.
Как пояснил Игорь Петрушенко, перед ним стоит задача изучить различные типы гибридных структур и выявить наиболее эффективные для использования в качестве сред для хранения водорода.
«В последнее время гибридным двумерным материалам уделяется огромное внимание благодаря их уникальным свойствам и возможностям потенциального применения в новых поколениях наноустройств. В данном проекте адсорбция водорода на графеноподобных гетероструктурах нитрида бора и углерода (GBNCH) будет изучаться методами квантовой химии.
Тема научной работы эксперта по водородным технологиям Игоря Петрушенко — «Адсорбция водорода на графеноподобных гетероструктурах нитрид бора — углерод: влияние формы и дефектов». Финансирование проекта со стороны Министерства науки и высшего образования РФ в течение года составит 450 тысяч рублей.
Актуальность исследования связана с тем, что у водорода есть большой потенциал в качестве будущего источника экологически чистой энергии. Однако газообразный водород трудно безопасно хранить и перевозить. Обычно он содержится в резервуарах под высоким давлением. Данные емкости являются очень дорогими, так как должны выдерживать экстремальные нагрузки. Ученые разных стран озабочены поиском лучшего способа хранения водорода, чтобы более широко применять его для автомобильной промышленности, систем рассредоточенного энергоснабжения и др.
Ученый подчеркнул, что результаты исследования послужат основой для понимания причин изменения вероятности адсорбции водорода в зависимости от состава адсорбента. В результате выполнения данной части проекта будет проведен сравнительный анализ и определен оптимальный состав нанокластеров (гетероструктур на основе графена и нитрида бора, GBNCH) для создания устройств хранения водорода с наилучшими характеристиками.
Ожидается, что небольшие домены гексагонального нитрида бора (h-BN), встроенные в графеновый слой и наоборот, должны увеличивать локальный дипольный момент на границах и тем самым усилению взаимодействию между молекулами водорода и GBNCH. Будет изучено влияние постепенно увеличивающегося размера доменов h-BN, а также дефектов в GBNCH на энергию адсорбции водорода. Также будет произведен учет влияния дефектов и функциональных групп на поверхности нанокластеров на их адсорбционные свойства», — рассказал Игорь Петрушенко.
В сентябре-декабре 2019 года Игорю Петрушенко предстоит работа по данному проекту в Германии. Принимающей стороной выступит Университет Эберхарда и Карла (г. Тюбинген). Иркутский физик продолжит исследования с профессором Олгером Беттингером (Holger Bettinger).