58. Відділ структурної хімії твердого тіла

Завідувач відділу

Солонін Юрій Михайлович

академік НАНУ, доктор фізико-математичних наук
y.solonin@ipms.kyiv.ua
+380(44)390-87-57, +380(44)205-79-01

Лабораторії

58.01. Лабораторія безперервних тугоплавких волокон і технології газофазних хімічних осаджень
58.02. Матеріали та електрохімічні процеси у водневій енергетиці

Основні напрямки наукової діяльності

Створення та дослідження воденьсорбційних і фотокаталітичних властивостей наноструктурованих, високоентропійних та плівкових матеріалів для отримання і накопичення водню, хімічних джерел струму.
Розробка фізико-хімічних принципів формування незвичайних властивостей нового покоління матеріалів на основі карбідів, нітридів та оксидів в нерівноважному структурному стані з використанням інформації про особливості їх атомнокристалічної та електронної будови.
Одержання і дослідження властивостей покриттів і волокон методом газофазного хімічного осадження та розробка волоконних композитних матеріалів з полімерною та металевою матрицями, армованими неперервними волокнами карбіду кремнію.
Дослідження фазових перетворень у вуглеці, нітриді бору та їх кристалографічних аналогів.
Вивчення процесів структуроутворення дисперсних фаз і керамічних матеріалів на їх основі, а також зв’язку структури з технологією одержання і властивостями цих матеріалів.
Розробка фізичних методів осаджень і дослідження структури тонких плівок тугоплавких та напівпровідникових сполук.
Розробка нових методів структурного аналізу матеріалів з високодефектною нанокристалічною структурою.

Тематика наукових розробок

Дослідження впливу умов синтезу механічних сплавів - нанокомпозитів на основі Mg з різними легуючими домішками перехідних металів на кінетику їх гідрування-дегідрування та температуру розкладу утворених гідридних фаз Mg(Me)H₂.
Дослідження електрохімічних та сорбційних характеристик воденьсорбуючих магнієвмісних інтерметалідів типу АВ₃ (La_1-XMg_XNi₃) і високоентропійних поліметалевих (Ti, Zr, V, Nb) сплавів в залежності від їх структури і фазового складу.
Вивчення особливостей фазових перетворень при термодесорбції водню в гідрованих еквіатомних мультикомпонентних сплавах методом високотемпературної рентгенівської дифрактометрії в реальному часі.

Найкращі результати

Розроблено методику виготовлення плівок ТіС методом CVD та досліджено процес перетворення їх в фоточутливі плівки ТіО₂ шляхом відпалу в середовищі кисню. Такі плівки можуть бути використані для виготовлення фотоанодів фотоелектрохімічних комірок для генерування водню.
Досліджено вплив легуючих елементів Ti, Fe, Ni (в кількості 10% ваг.) на воденьсорбційні властивості, кінетику та температуру розкладу гідридної фази MgH₂ механічних сплавів Mg+10% Ni, Mg+10% Ti і Mg+10% Fe. Встановлено, що легування Ti або Fe призводить до зниження термічної стійкості гідридної фази MgH₂ і до зниження температури початку десорбції з неї водню з 320 °С до 260 °С.
Встановлено, що стійкість сплаву при циклуванні визначається його корозійно-механічним руйнуванням. Залежно від складу сплаву, причина втрати ємності для електродів із ГРП сплавів була різною. Для кобальтвмісних сплавів вона полягала, в основному, у механічному розтріскуванні, в той час як для сплавів без Со, переважала корозія внаслідок розчинення елементів сплаву, особливо алюмінію.

Обладнання

Технологічне устаткування для синтезу напівпровідникових плівок методом хімічного газофазного осадження.
Вакуумна електрична піч SNVE (1600^оC, 10-5 Torr) для отримання інтерметалічних сполук.
Калориметр SETARAM для вимірювання теплоємності сплавів та гідридів.
Комп’ютеризований потенціостат-гальваностат PGSTAT4-16 для електрохімічних досліджень.
Просвічуючий електронний мікроскоп ЕМ-200 для фазового і структурного аналізу електродів.
Рентгенівський дифрактометр DRON-3M для дослідження кристалічної структури електродів.
Джерело симульованого сонячного світла – ксенонова лампа надвисокого тиску та монохроматор для проведення спектральних фотоелектрохімічних досліджень.