Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии получения нанопористых материалов для контролируемого массопереноса жидкостей для применения в энергетике.

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
графен,течение газов и жидкостей в нанопористых материалах, одностенные нанотрубки, нанотечения газов и жидкостей, поверхностные акустические волны в нанотрубках, фазовые переходы в нанотрубках, топливные элементы.

Цель проекта:
Разработка новых высокоэффективных нанопористых материалов нового поколения для прямых метанольных топливных элементов с увеличенной не менее чем на 20 % плотностью мощности в сравнении с известными аналогами.

Основные планируемые результаты проекта:
Методика и результаты молекулярно-динамического моделирования кинетических свойств жидкостей в наноструктурах различной морфологии и размерности, включая учет влияния периодических колебаний стенок наноструктур в режиме бегущей волны.
Лабораторно-технологическая инструкция получения нанопористых материалов, предназначенных для создания прямого метанольного топливного элемента.
Эскизная конструкторская документация на макеты лабораторных стендов для получения образцов нанопористых материалов и лабораторных исследований характеристик потоков жидкостей в каналах наноструктур в зависимости от параметров поверхностных акустических волн.
Макеты лабораторных стендов для получения образцов нанопористых материалов и лабораторных исследований параметров потоков жидкостей в каналах наноструктур в зависимости от параметров поверхностных акустических волн.
Экспериментальные образцы нанопористых материалов для микротопливных элементов с увеличенной не менее чем на 20 % плотностью мощности в сравнении с известными аналогами.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной и методической литературы, патентные исследования по темпе исследований. Проведен выбор вариантов получения нанопористых структур, различающихся структурными и электротранспортными характеристиками и обоснование выбора оптимального варианта получения нанопористой структуры. Проведено изучение особенностей массопереноса жидкости в объеме нанопоры в зависимости от характера взаимодействия молекул со стенками нанопор и в зависимости от параметров поверхностных акустических волн. Изготовлен макет лабораторного стенда для получения образцов нанопористых материалов на основе низкоразмерных структур. Получены экспериментальные образцы нанопористых материалов на основе низкоразмерных структур.
Разработан и изготовлен макет стенда, предназначенного для проведения лабораторных исследований массопереноса жидкостей в каналах нанопористых структур, инициированных поверхностными акустическими волнами. Проведены исследования потоков жидкостей в каналах нанопористых структур, инициированных поверхностными акустическими волнами.
Продемонстрированы результаты, отличающиеся научной и технологической новизной в части решения проблемы создания нанонасоса
Полученные результаты находятся на уровне ведущих исследовательских разработок.
Реализация поставленных в проекте задач проходит в тесном взаимодействии с соисполнителями проекта и Индустриальным партнером, что сводит к минимуму возможные ограничения и риски.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Полученные данные будут использованы для разработки новых приборов и технологий в таких областях, как микроирригация, очистка воды и биологических жидкостей, разделение смесей газов и жидкостей, наноробототехника, атомная оптика, водородная энергетика, клеточная биология, молекулярная медицина, целевая доставка лекарств, криминалистика, контроль окружающей среды.
Практическое внедрение полученных в проекте результатов планируется осуществить в первую очередь на предприятии Индустриального партнера, для чего весь ход работ по проекту производится в тесном взаимодействи с Индустриальным партнером.
Создаваемый научный задел послужит базой для нанотехнологий, реализующих массоперенос жидкостей в плоских и трубчатых наноразмерных каналах, инициированный поверхностными акустическими волнами.
Публикации материалов данных исследований в ведущих по данной тематике научных журналах закладывают надежный фундамент для установления международного сотрудничества.

Текущие результаты проекта:
Анализ литературных данных: по компьютерному моделированию процессов массопереноса в нанопористых материалах, по способам получения и диагностики наноразмерных структур на основе графенов, по влиянию поверхностных акустических волн на процессы массопереноса жидкостей в каналах наноразмерных углеродных структур;
Проведен выбор направления исследований
Отчет о патентных исследованиях.
Лабораторный регламент получения пленок никелевого катализатора
Лабораторный регламент получения графена на пленках никелевого катализатора.
Эскизная конструкторская документация на МЛС для получения образцов нанопористых материалов.
Технологический маршрут изготовления измерительной схемы анализа экспериментального образца нанопористого материала
Технологическая документация на МЛС для исследований характеристик потоков жидкостей в каналах наноструктур в зависимости от параметров поверхностных акустических волн.
Пояснительная записка о целях компьютерного моделирования процессов массопереноса жидкостей в нанопористых материалах;
Обоснование выбора физической модели процессов массопереноса жидкостей в нанопористых материалах
Выбор физической модели процессов массопереноса жидкостей в нанопористых материалах под действием поверхностных акустических волн различной частоты и амплитуды с учетом взаимодействия частиц рабочего тела между собой и стенками нанопор.
Выбор математической модели процессов массопереноса в каналах нанопор, разработанную на основе выбранной физической модели;
Описание модельных (тестовых) задач, демонстрирующих наличие эффектов массопереноса под действием внешнего акустического воздействия.
Изготовлены узлы и детали лабораторных стендов для получения образцов нанопористых материалов и исследования параметров потоков жидкостей в каналах нанопор.
Компьютерная программа моделирования процессов массопереноса в наноструктурах с использованием молекулярно-динамического подхода;
Произведена сборка макетов лабораторных стендов для получения образцов нанопористых материалов и для проведения исследований параметров потоков жидкостей в каналах наноструктур.
Изготовлены экспериментальные образцы на основе графена.
Изготовление испытательного стенда для испытаний топливного элемента, включающего наноматериал для массопереноса жидкости
Изготовлен макет топливного элемента, включающего наноматериал для массопереноса жидкости под действием поверхностных акустических волн.