Проект МНВО РК
«Разработка энергоемких анодных материалов на основе проводящих металл-органических соединений (MOF) для металл-ионных аккумуляторов» (ИРН АР14871991)
Ожидаемые научные и практические результаты:
С использованием электрохимических исследований будет подобран оптимальный метод изготовления электродов; Будет исследована кинетика процесса интеркаляции/деинтеркаляции катионов в структуру МОС. С помощью существующих моделей будут оценены вклады накопления заряда за счет протекания фарадеевской реакции и за счет адсорбции ионов в двойном электрическом слое. Будет подготовлена статья для опубликования в журнале, рецензируемом в базах данных Scopus и WoS и подготовлена статья в журнал, рекомендованный КОКСОН МОН РК;
Полученные результаты:
1.Для получения заданной структуры МОФ-74 Mn2(DSBDC) были использованы сольвотермический метод, термический метод и метод соосаждения. Выяснилось, что метод соосаждения, который привел к синтезу Mn2(DSBDC), требует очень осторожного подхода к выбору прекурсоров (соли металла) и их обводненности. В свою очередь, метод термического синтеза оказался совершенно непригодным для формирования фазы Mn2(DSBDC). Также синтез был проведен с использованием гидротермального реактора. При варьировании температуры синтеза было выявлено, что фаза Mn2(DSBDC) образуется при температуре 120 oC.

2.В целях идентификации структуры был проведен рентгенофазовый анализ. Дифрактограмма показывает характерные пики, которые полностью соответствуют фазе Mn2(DSBDC). Термогравиметрический анализ показал термическую стабильность образца вплоть до 228 oC.

3.После проведения физико-химических методов исследования с синтезированными образцами (MgMOF-74, ZnMOF-74, CuMOF-74) были изготовлены анодные электродные материалы. Наилучшие электрохимические характеристики показал электродный материал ZnMOF-74, изготовленный в соотношении 65/25 (рабочий материал/проводящая добавка), его практическая емкость на 5 цикле составила 180 мАч/г. Согласно кривым заряда/разряда в данном случае реализуется два механизма накопления заряда, как емкостной, так и интеркаляционный.