Ученые ДГУ создают «природоподобные технологии» возобновляемой энергетики на основе слоистых наноматериалов нового поколения



источник: пресс-служба Дагестанского государственного университета

Коллектив ученых Дагестанского государственного университета работает над  комплексным научно-инновационным проектом «Слоистые 2D-структурированные наноматериалы для экологических и энергетических приложений» и планирует создать новую научную лабораторию «Передовые наноматериалы для энергетики и экологии».   

Проект ученых ДГУ направлен на разработку аддитивных наноматериалов нового поколения, которые дадут возможность создавать принципиально новые технологии генерации и преобразования энергии по образцу живой природы, так называемые природоподобные технологии возобновляемой энергетики.   

Идея разработки заключается в преобразовании и сохранении энергии солнечного света в виде химической энергии, такой как «солнечное топливо». Под воздействием лучей солнца из воды и углекислого газа, которые существуют вокруг нас в колоссальных количествах, можно получить, к примеру, метанол, то есть жидкое топливо. Одновременно решается и насущная для экологии проблема, связанная с сокращением содержания в атмосфере углекислого газа, посредством его восстановления в углеродное топливо с использованием только солнечной энергии на основе технологии «искусственного фотосинтеза». Фактически, такое преобразование солнечной энергии осуществляется растениями посредством фотосинтеза с использованием солнечного света, при котором углеводы вырабатываются в растениях только лишь путем поглощения падающих с Солнца фотонов и поглощения углекислого газа и воды из атмосферы. Искусственный фотосинтез, стремится имитировать естественный фотосинтез для преобразования солнечной энергии в химическую посредством, например, фотокаталитической реакции.   

Принципиальным новым в работе дагестанских ученых является разработка нового класса слоистых фотокатализаторов с особыми функциональными свойствами, структура которых формируется на атомарном уровне по принципу «снизу-вверх» с использованием в том числе технологии атомно- и молекулярно-слоевого осаждения, которая успешно реализуется в ДГУ за последние годы.   

"Модернизация инфраструктуры, обеспечение лабораторий вуза необходимым инновационном оборудованием, всестороння поддержка инициатив наших ученых, чему в ДГУ уделяется особое внимание, открыли двери возможностей научных прорывов и инновационных разработок специалистов наших научных подразделений", -  рассказывает ректор Даггосуниверситета Муртазали Рабаданов.  

"Среди большинства неорганических фотокатализаторов двумерные 2D структурированные наноматериалы, особенно те, которые имеют слоистую структуру, представляют большой интерес в качестве новых фотокатализаторов, поскольку они обладают морфологическими преимуществами полезными для фотокаталитических реакций, такими как большая площадь поверхности, относительно короткие диффузионные расстояния от объемных до поверхностных реакционных центров, обилие поверхностных активных центров и наличие межслоевого пространства.   

Уникальность слоистых перовскитных фотокатализаторов заключается в возможности легкого управления структурным беспорядком, не требуя при этом затрат большого количества энергии, а структурный беспорядок при этом является очень важным инструментом, позволяющим контролировать параметры светопоглощения и поведение носителей заряда. Об этом свидетельствуют наши предыдущие результаты, где, например, было показано, что генерация структурного беспорядка в слоистых перовскитах Фазы Ауривиллиуса приводит к повышенной фотоэффективности, на 25% выше чем у широко применяемого диоксида титана, за счет повышения эффективности разделения фотогенерированных носителей заряда» – раскрывает детали инициатор проекта, молодой ученый, научный сотрудник кафедры неорганической химии и химической экологии ДГУ, кандидат химических наук Фарид Оруджев.  

Реализация проекта имеет особую актуальность для Дагестана и перспектив развития в регионе высокоэффективных технологий возобновляемой энергетики. В республике 300 солнечных дней в году.  

При реализации данного проекта совместно с учеными ДГУ планируется участие приглашенного ученого с мировым именем, профессора Чуаньи Ванг из Китая, результаты исследований которого получили широкое признание в мировом научном сообществе. Об этом свидетельствуют как наукометрические показатели профессора Ванга: Индекс Хирша – 45 и совокупное количество цитирований более 6000, так и то, что он является Членом Королевского Химического Общества (Великобритания), где ему официально присуждено звание FRSC (FellowofRoyalSocietyofChemistry), которое присваивается избранным членам общества, которые внесли значительный вклад в развитие мировой химической науки.    

В состав новой научной лаборатории «Передовые наноматериалы для энергетики и экологии» также войдут ученые ведущих университетов Санкт-Петербурга, Университета Колорадо (США), Брненского Технологического университет (Чехия) и Университета Южной Африки (ЮАР).