Регистрация / Вход
Прислать материал

14.607.21.0047

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.607.21.0047
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов Российской академии наук
Название доклада
Разработка технологии получения нанопористых материалов для контролируемого массопереноса жидкостей для применения в энергетике.
Докладчик
Вяткин Анатолий Федорович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
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.
Разработка методов молекулярно-динамического моделирования кинетических свойств жидкостей в наноструктурах различной морфологии и размерности, включая учет влияния периодических колебаний стенок наноструктур в режиме бегущей волны;
Разработка методов получения нанопористых материалов, предназначенных для создания прямого метанольного топливного элемента;
Исследование характеристик потоков жидкостей в каналах наноструктур в зависимости от параметров поверхностных акустических волн.
Актуальность и новизна исследования
Использование компьютерных моделей, созданных в ходе выполнения проекта и разработанных технологий, откроет новые перспективы развития в различных областях: устройства целевой доставки лекарств, протезы кровеносных сосудов, сепараторы для сверхтонкого разделения смесей, микро- и нанонасосы, топливные элементы, термический контроль полупроводниковых приборов и лазеров, печать высокого разрешения, оптические дисплеи. Анализ ДНК, очистка биологических жидкостей, новые методы исследований в клеточной биологии и молекулярной медицине. Очистка, накопление и хранение водорода.
Описание исследования

В результате ПНИ будут разработаны компьютерные модели массопереноса газов и жидкостей, инициированного акустическими волнами, в микро- и нанотрубках для получения теоретических и экспериментальных данных, необходимых для разработки технологий и устройств, функционирующих с использованием нанопотоков газов и жидкостей, в различных отраслях промышленности, например, в водородной энергетике, в том числе:

  1. создана программа компьютерного моделирования на основе разработанной физической и математической модели процесса массопереноса газов и жидкостей под воздействием поверхностных акустических волн;
  2. спроектирована, изготовлена и испытана в реальных условиях эксплуатации лабораторная установка для получения экспериментальных данных с целью сравнения результатов компьютерного моделирования с экспериментом и определения параметров и характеристик процесса массопереноса в катодной и анодной области прямого метанольного топливного элемента 4-го поколения;
  3. выработаны рекомендации по реализации полученных данных в перспективных областях водородной энергетики, в том числе разработан  проект технического задания на выполнение ОКР по созданию прямого метанольного топливного элемента 4-го поколения высокой мощности (80 – 100 ватт).

 

Результаты исследования

Практическая значимость исследования
Результаты проекта могут быть использованы в таких отраслях науки и техники как: медицина, техника, сельское хозяйство, водородная энергетика. Результаты проекта могут быть применены в медицине для создания и развития устройств целевой доставки лекарств, протезов кровеносных сосудов; в технике для разработки сепараторов для сверхтонкого разделения смесей, микро- и нанонасосов, топливных элементов и т.д.; в сельском хозяйстве для микроирригации и очистки воды; в водородной энергетике для развития базы топливных элементов, очистки, накопления и хранения водорода. Полученные результаты могут оказать существенное влияние как на развитие научно-технических, так и на социальные аспекты жизни общества через изменение структуры производства и потребления товаров и услуг в соответствующих секторах рынка.

Полученные результаты дадут основу для перехода к новым техническим решениям и развитию передовых производств в перечисленных выше отраслях науки и техники, что приведет к повышению производительности труда и улучшению социальных условий жизни в стране. Так, например, использование топливных элементов в качестве источников тока приведет к существенному переходу от углеводородной энергетики к энергетике возобновляемых источников.