Разработка технологии получения тонкоплёночных электродов на основе наноструктур

Актуальность
Оксид вольфрама – полупроводниковый материал, с уникальными свойствами. Оксид вольфрама находит широкое применение в электрохромных , фотохромных технологиях (смарт-стекло), суперконденсаторах (СК), литий-ионных аккумуляторах (ЛИА), газовых датчиках, биосенсорах, фотокатализаторах и т.д.
Проблема
Тонкие пленки оксида вольфрама (WO₃) являются ключевым компонентом электрохромных устройств, включая "умные стекла", которые могут изменять свои оптические свойства под действием электрического напряжения. Однако процесс получения таких пленок сталкивается с рядом технологических и научных проблем. Таким образом, несмотря на значительные успехи в разработке электрохромных материалов на основе WO₃, проблемы контроля структуры, состава, морфологии и долговечности пленок остаются актуальными задачами для исследований и технологических разработок.
Цель
Разработка технологии получения тонкопленочного электрода на основе оксида вольфрама (WO3)
Задачи
1) Синтез раствора прекурсора на основе пероксивольфрамовой кислоты, в том числе модифицированной оксидом графена; 2) Нанесение тонкопленочных электродов на основе оксида вольфрама методом электрохимического (катодного) осаждения для суперконденсаторов (СК) и литий-ионных аккумуляторов (ЛИА); 3) Исследование структурных и морфологических свойств методами электронной микроскопии и оптической спектроскопии; 4) Электрохимические исследования электродов на основе оксида вольфрама для СК и ЛИА
Результат
Синтез наноструктурированных тонких плёнок с контролируемой морфологией (нанопористые, наностержневые, нанопластинчатые структуры) для повышения электрохромной активности. Оптимизация состава и структуры плёнок (чистый WO₃, композиты с графеном, углеродными нанотрубками, другими оксидами) для улучшения проводимости и стабильности. Разработка новых методов нанесения (модифицированный золь-гель, магнетронное распыление с контролем плазмы, электрохимическое осаждение ) для получения однородных плёнок на различных подложках. Исследование кинетики интеркаляции/деинтеркаляции ионов (H, Li) в зависимости от морфологии плёнки, что позволит повысить скорость переключения электрохромного устройства.
Партнёры проекта
Кафедра «Химические технологии» Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова
***