Заведующий лабораторией – д.х.н., академик Ярославцев Андрей Борисович
Основные направления работы
Разработка методов синтеза, изучение строения и свойств фосфатов сложнокатионного состава является традиционным направлением работы лаборатории со времен академика И.В. Тананаева. Среди этих материалов представлены твердые электролиты с высокой ионной проводимостью, электродные, люминисцентные материалы и др.
Синтез и исследование свойств новых мембранных ионообменных материалов, включая гибридные мембраны с высокой стабильностью и улучшенной микроструктурой и транспортными свойствами.
Синтез, изучение строения и свойств соединений РЗЭ со смешанным анионным составом.
Изучение ионной подвижности в оксидных и фосфатных материалах.
Наиболее значимые результаты
Разработаны новые подходы к синтезу гибридных ионообменных мембран органика/неорганика, позволяющие получить материалы с улучшенными транспортными свойствами (проводимость, селективность). Разработана модель ограниченной эластичности стенок пор мембран, объясняющая изменение их проводимости при высокой и низкой влажности, селективность транспортных процессов и механические свойства гибридных мембран.
Получены новые ионообменные мембраны с высокой проводимостью и селективностью на основе привитого к различным углеводородным пленкам (полиэтилен, полиметилпентен) сульфированного полистирола.
Разработаны новые композиционные катодные и анодные материалы для литий- и натрийионных аккумуляторов на основе сложных фосфатов лития (натрия) – железа и титаната лития (натрия), допированных различными переходными металлами с углеродным покрытием.
Разработаны новые люминофоры ап-конверсии на основе боратов, полифосфатов, боратовольфраматов и боратогерманатов редкоземельных элементов.
Предложен новый подход к описанию кинетики ионного обмена, позволяющий определить коэффициенты диффузии ионов.
Сотрудники лаборатории
Воропаева Дарья Юрьевна
Голубенко Даниил Владимирович
Караванова Юлия Алексеевна
Комова Мария Георгиевна
Крутько Виктория Анатольевна
Курзина Екатерина Андреевна
Лысова Анна Александровна
Манин Андрей Дмитриевич
Новикова Светлана Александровна
Сафронова Екатерина Юрьевна
Стенина Ирина Александровна
Титова Татьяна Сергеевна
Юрова Полина Анатольевна
м.н.с.
м.н.с.
с.н.с., к.х.н.
вед. техн.
с.н.с., к.х.н.
ст. лаборант-исследователь
с.н.с., к.х.н.
ст. лаборант-исследователь
с.н.с., к.х.н.
с.н.с., к.х.н.
в.н.с., д.х.н.
н.с., к.х.н.
м.н.с.
Аспиранты лаборатории
Бочарова Анастасия Борисовна
Воропаева Дарья Юрьевна
Курзина Екатерина Андреевна
Наиболее значимые публикации 2017 -2022 гг.
Apel, P.Y., Velizarov, S., Volkov, A.V. et al. Fouling and Membrane Degradation in Electromembrane and Baromembrane Processes. Membr. Membr. Technol. 4, 69–92 (2022). . DOI: 10.1134/S2517751622020032
S.P. Filippov, A.B. Yaroslavtsev. Hydrogen energy: development prospects and materials // Russ. Chem. Rev. 2021. Vol. 90. p. 627–643.
Safronova E.Yu., Yurova P.A., Ashrafi A. M., Chernyak A.V., Khoroshilov A.V., Yaroslavtsev A.B./ The effect of ultrasonication of polymer solutions on the performance of hybrid perfluorinated sulfonic acid membranes with SiO2 nanoparticles.// Reactive and Functional Polymers, 2021, V.165, N 104959
Golubenko D.V., Van der Bruggen B., Yaroslavtsev A.B./ Ion exchange membranes based on radiation-induced grafted functionalized polystyrene for high-performance reverse electrodialysis.// Journal of Power Sources 2021, V.511, N230460
Golubenko D., Yaroslavtsev A./ Development of surface-sulfonated graft anion-exchange membranes with monovalent ion selectivity and antifouling properties for electromembrane processes.// Journal of Membrane Science. 2020. V.612 N 118408
Stenina I.A., Shaydullin R.R.,Desyatov A.V., Kulova T.L., Yaroslavtsev A.B./ Effect of carbon and N-doped carbon nanomaterials on the electrochemical performance of lithium titanate-based composites.// Electrochimica Acta2020, V.364. N137330
Voropaeva, D.Yu., Novikova, S.A., Yaroslavtsev, A.B./ Polymer electrolytes for metal-ion batteries.// Russian Chemical Reviews, 2020, V.89, N10, p.1132-1155
I. Stenina, D. Golubenko, V. Nikonenko, A. Yaroslavtsev. Selectivity of Transport Processes in Ion-Exchange Membranes: Relationship with the Structure and Methods for Its Improvement // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. 5517.
Lysova A.A., Stenina I.A., Volkov A.O., Ponomarev I.I., Yaroslavtsev A.B./ Proton conductivity of hybrid membranes based on polybenzimidazoles and surface-sulfonated silica.// Solid State Ionics. 2019, v.329. P.25-30.
Golubenko D.V., Pourcelly G., Yaroslavtsev A.B./ Permselectivity and ion-conductivity of grafted cation-exchange membranes based on UV-oxidized polymethylpenten and sulfonated polystyrene./ Separation Purification Tec. 2018, V.207, p.329–335.
E. Safronova, D. Safronov, A. Lysova, A. Parshina, O. Bobreshova, G. Pourcelly, A. Yaroslavtsev. Sensitivity of potentiometric sensors based on Nafion®-type membranes and effect of the membranes mechanical, thermal, and hydrothermal treatments on their properties // Sensors and Actuators B: Chemical. 2017. V. 240. р. 1016-1023.
I.A. Stenina, A.B. Yaroslavtsev. Nanomaterials for lithium-ion batteries and hydrogen energy // Pure and Applied Chemistry. 2017. V. 89. р. 1185-1194.
Награды и премии
А.Б. Ярославцев – Премия Правительства РФ в области образования (2006 г.), медаль им. Н.Н. Семенова РАИН (2011 г.)
И.А. Стенина – лауреат конкурса Европейской Академии для молодых ученых России (2014 г.), премия Правительства Москвы молодым ученым в номинации «Химия и науки о материалах» (2014 г.), лауреат Конкурса научных работ им. академика И.В. Тананаева за работу «Твердые электролиты и электродные наноматериалы с высокой ионной проводимостью для литий-ионных аккумуляторов» (2016 г.)
Е.Ю. Сафронова – лауреат конкурса Европейской Академии для молодых ученых России (2014 г.), стипендия Президента РФ молодым ученым и аспирантам (2012 г., 2015 г.), премия Правительства Москвы молодым ученым в номинации «Химия и науки о материалах» (2014 г.), стипендия L`Oreal-UNESCO «Для женщин в науке» (2017 г.)
А.А. Лысова, Е.Ю. Сафронова, И.А. Стенина - медаль РАН с премией для молодых ученых России в области физикохимии и технологии неорганических материалов за работу «Гибридные ионообменные мембраны с включением наночастиц неорганических и высокомолекулярных соединений» (2010 г.)
С.А. Новикова – стипендия Президента РФ молодым ученым и аспирантам (2013 г.), лауреат Конкурса научных работ им. академика И.В. Тананаева за работу «Твердые электролиты и электродные наноматериалы с высокой ионной проводимостью для литий-ионных аккумуляторов» (2016 г.)
Голубенко Д.В. – стипендия Президента РФ молодым ученым и аспирантам (2021 г.), Стипендия Правительства Российской Федерации для аспирантов (2018 г., 2019 г., 2020 г.), Стипендия Президента Российской Федерации для аспирантов (2019 г., 2020 г.)
Воропаева Д.Ю. – Стипендия Правительства Российской Федерации для аспирантов (2020 г.)
А.Б. Ярославцев является главным редактором журнала «Мембраны и мембранные технологии», заместителем главного редактора журналов «Неорганические материалы»
Гранты и проекты
Гранты Российского научного фонда
21-73-20229 «Новые ионообменные мембранные материалы для альтернативной энергетики» (2021-2024 гг.)
19-73-00060 «Влияние ультразвукового воздействия на свойства протонообменных мембран Nafion® и гибридных мембран на их основе» (2019-2021 гг.)
21-73-10149 «Перфторированные сульфосодержащие мембраны с управляемой морфологией и улучшенными транспортными и механическими свойствами для альтернативной энергетики», (2021-2024 гг.)
17-79-30054 «Разработка новых типов ионообменных мембран и их использование в устройствах альтернативной энергетики» (2017-2020 гг.)
17-73-10447 «Новые полимерные мембраны на основе фосфорилированного ПБИ, допированные неорганическими оксидами, для среднетемпературных топливных элементов» (2017-2019 гг.)
Гранты Российского фонда фундаментальных исследований
16-29-05241 офи_м «Наноразмерные высокопроводящие углеродные покрытия для электродных материалов на основе титаната лития и фосфата железа-лития» (2016-2018 гг.)
15-38-70005 «Разработка нового подхода к получению гибридных материалов на основе перфторированного сульфосодержащего полимера методом совместного прессования с допантами для топливных элементов и систем водоочистки» (2015 г.)
Субсидии Министерства образования и науки РФ
№ 14.604.21.0122 «Разработка и создание экспериментального образца водородной системы резервного электроснабжения средней мощности на основе альтернативных источников энергии» (2014-2016 гг.)
Научно-популярная информация о достижениях лаборатории
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (г. Москва)
Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (г. Москва)
Институт проблем химической физики РАН (Московская область, г. Черноголовка)
Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН (г. Екатеринбург)
Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН (г. Новосибирск)
МГУ им. М.В. Ломоносова (г. Москва)
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (г. Москва)
Воронежский государственный университет (г. Воронеж)
Кубанский государственный университет (г. Краснодар)
Российско-французская лаборатория, специализирующаяся в области синтеза, исследования и применения ионообменных мембран (Европейский институт мембран, Университет Париж-12) (Франция)
