Руководитель: Мезенцева Жанна Владимировна 

Рабочий email: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. 


Постановка проблемы:

В настоящий момент на фоне энергетического кризиса и острой нехватки ископаемых энергоресурсов в мире острой остается проблема использования энергии внешнего термостата, поиска новых преобразователей возобновляемой энергии и новых подходов к обеспечению энергоэффективности строительных конструкций. Концепция пассивного проектирования (повышения теплоизоляции помещений) с учетом обязательного для жизнедеятельности людей газообмена с внешней атмосферой не позволяет в достаточной мере обеспечить условия для реализации перспективных проектов типа «Умный дом», «Нет Зеро билдингс» и ему подобных. Традиционные номенклатурные стройматериалы устарели морально и должны быть полностью заменены более эффективными в перспективе 30 – 50 лет. Решением проблемы может быть введение энергогенерирующей (активной) компоненты непосредственно в стройматериалы.
С учетом непосредственного взаимодействия с внешней средой элементов строительных конструкций, требуется создание в них дополнительных каналов отбора, аккумулирования и преобразования в соответствующие виды энергии внешнего термостата при сохранении газообмена. На разработку таких «Умных стройматериалов» направлен данный проект.

Цель работы: 

Разработка научных основ и практическая реализация материалов, способных собирать распределенную тепловую энергию и преобразовывать в электрический вид энергию, выделяющуюся при адсорбции атмосферной влаги 

Задачи:

1. Практическая реализация объемного гидроэлектрического преобразователя энергии в виде пористого блока.
2. Исследование с и пользованием многоканальной вольтамперометрии объемного распределения электрических полей, продуцируемых системой при изменении направления вектора адсорбционного фронта.
3. Составление диаграммы направленности потоков заряда и массы.
4. Оптимизация химического состава компонентов пористого блока.
5. Термодинамические расчёты температурных полей в пористом блоке в процессе адсорбции влаги.
6. Разработка системы сбора тепловой энергии.
7. Разработка системы сбора носителей заряда, продуцируемых пористым блоком при адсорбции влаги.
8. Оптимизация микроструктуры пористого блока для получения приоритетного направления движения носителей заряда в системе с использованием ускорительной модификации материалов пористого блока.
9. Получение лабораторного образца строительного материала с активной энергетической инфраструктурой и действующего макета системы с функцией электрогенерации и термостатирования воздуха в помещении в условиях изменения атмосферной влажности и температуры.

Научная установка: 

Ускоритель ЭГ-5, рентгеновский дифрактометр, электронный микроскоп, оптический микроскоп, многоканальный АЦП, потенциостат, импедансметр, химлаборатория  и прочая экспериментальная инфраструктура ускорительного комплекса ЭГ-5 и ЛНФ.  

Минимальные требования к студенту/аспиранту

Нормальный уровень образования  (физика, химия, математика, нанотехнологии, электроника) умение работать руками, трудолюбие и ответственность.