Диоксид титана ТіО2

[] Пропустить и перейти к материалам Пропустить и перейти к главной навигации Пропустить и перейти к первому столбцу Пропустить и перейти ко второму столбцу Новости науки R&D проекты Hовая энергетика Международные научные исследования и образование Статьи и публикации Видеогалерея Наши контакты DOM.UA CATALOG.DOM.UA Диоксид титана ТіО2 На протяжении нескольких последних лет ООО «Центр материаловедения» активно занимается исследованиями в области нанотехнологий, а именно разработкой методики синтеза нанопорошка диоксида титана (ТіО2) и дальнейшим исследованием его физико-химических свойств. Кристалличность, размер частиц, площадь поверхности и другие факторы определяют функциональные особенности и применение синтезированного ТіО2. Научно-исследовательские проекты - Диоксид титана ТіО2 Действующие образцы электролитических солнечных батарей на органических красителях ( Dye-sensitized Solar Cell ) Rus Eng Экологическая чистота энергетических технологий является чрезвычайно важным вопросом, что обусловливает повышенное внимание к восстановительным источникам энергии, в частности солнечной. Энергия солнца в современном мире используется для разных целей, одна из них - это выработка электрической энергии. Использование солнечного электричества имеет много преимуществ. Это чистый, тихий и надежный источник энергии, что открывает солнечной энергетике огромный потенциал и широкие перспективы, на сегодня лишь менее одного процента произведенной в мире электроэнергии имеет «солнечное» происхождение. При использовании солнечных батарей энергия солнца напрямую преобразуется в электрическую (фотоэлектрический эффект). Впервые фотоэлектрические батареи были использованы в космосе на спутниках. Сегодня солнечные батареи широко используются в удаленных районах, где нет централизованного электроснабжения, для электроснабжения отдельных домов, для подъема воды и охлаждения лекарств. Эти системы зачастую используют аккумуляторные батареи для хранения выработанной днем электроэнергии. Кроме того, калькуляторы, телекоммуникационные системы, буи и т.д. работают от солнечного электричества. Другая область применения - это электроснабжение домов, офисов и других зданий или генерация электричества для сетей централизованного электроснабжения. Сотрудники лаборатории Центра Материаловедения и Университета Дрекселя разработали новую технологию производства тонкопленочных солнечных элементов с применением ТіО2 , на базе которых можно делать существенно более емкие и дешевые солнечные батареи для использования на массовом рынке. Принцип такой батареи впервые был предложен в 1991 году профессором Федеральной политехнической школы Лозанны М. Гретцелем (Michael Graetzel), по имени которого они и получили название ячеек Гретцеля. Батареи такого типа имеют достаточно простую структуру, они состоят из двух электродов, электролита и органического красителя в качестве фотосенсибилизатора. Один из электродов состоит из нанопористого насыщенного красителем полупроводника - диоксида титана ( TiO2 ), нанесённого на прозрачную электропроводящую подложку. Другим электродом является прозрачная электропроводящая подложка, либо тонкий прозрачный слой платины. На сегодня применяются такие полупроводники как TiO2, ZnO, SnO2, Nb2O5. Оксидная пленка нанокристаллического состава покрывается слоем органического красителя, что расширяет область поглощения (от УФ до ИК лучей) и позволяет захватить до 70-90% фотонов солнечного излучения. Способность диоксида титана поглощать ультрафиолет, выбрасывая электроны, лежит в основе таких интересных вещей, как лампочка против запахов, самоочищающаяся одежда, самомоющиеся окна и самоочищающийся бетон. TiO2 – диоксид титана (двуокись титана) – Titanium dioxide – один из важнейших неорганических соединений, потребляемых современной промышленностью, его уникальные свойства определяют уровень технического прогресса в различных секторах мировой экономики. Преимуществами применения диоксида титана для изготовления солнечных батарей, по сравнению с другими материалами, является химическая стойкость, нетоксичность, биосовместимость и невысокая стоимость. Его особенностью является значительная фотоактивность, а также ярко выраженная зависимость электрических свойств от морфологии поверхности и типа кристаллического состава. В природе диоксид титана кристаллизуется в трех формах: анатаз, рутил и брукит, которые являются широкозонными полупроводниками. Благодаря сочетанию электрических и оптических свойств, для изготовления фотоэлектрических солнечных батарей наибольший интерес представляет именно анатаз. Опытные образцы солнечных батарей, изготовленные с применением наноматериалов и технологий в Центре материаловедения и Университе Дрекселя, разрабатывались из исходного сырья и материалов собственного производства. Поскольку сенсибилизированные красителями солнечные элементы, как перспективный альтернативный источник электроэнергии, являются экономически выгодным способом преобразования энергии солнца и потенциальной заменой классических солнечных батарей, совместные работы сотрудников Центра материаловедения и Университета Дрекселя над получением и применением новых материалов, исследованием их свойств, а также повышением эффективности цветосенсибилизированных фотоэлементов успешно продолжаются. Исследование физико-химических свойств нанопорошка диоксида титана, разработка технологии производства и применение синтезированного ТіО2. Опытные образцы солнечных батарей, изготовленные с применением нанопорошка диоксида титана TiO2 Солнечная ячейка на хлорофилле Так выглядят солнечные ячейки на различных типах красителей Испытание солненой ячейки на хлорофиллe Измерение вольт-амперных характеристик электролитической солнечной батареи в зависимости напряжения от интенсивности светового потока лампы мощностью 200Вт. Эксперимент по замерам напряжения на обкладках электролитической солнечной батареи, проведенный под лучами зимнего солнечного света. Комбинированный видеоролик по электролитическим солнечным батареям. Научно-исследовательские проекты - Диоксид титана ТіО2 Rus Eng Исследование физико-химических свойств нанопорошка диоксида титана, разработка технологии его производства и применение синтезированного ТіО2. TiO2 – диоксид титана (двуокись титана) – Titanium dioxide – один из важнейших неорганических соединений, потребляемых современной промышленностью, его уникальные свойства определяют уровень технического прогресса в различных секторах мировой экономики. На протяжении нескольких последних лет ООО «Центр материаловедения» активно занимается исследованиями в области нанотехнологий, а именно разработкой методики синтеза нанопорошка диоксида титана (ТіО2) и дальнейшим исследованием его физико-химических свойств. Кристалличность, размер частиц, площадь поверхности и другие факторы определяют функциональные особенности и применение синтезированного ТіО2. В настоящее время, благодаря химической и биологической инертности, не токсичности, возможности вырабатывать электроны с низкой скоростью рекомбинации под действием солнечных лучей, искусственного ультрафиолетового излучения, плазмы, благодаря полупроводниковым свойствам и дешевизне, диоксид титана применяется как фотокатализатор для очистки воды и воздуха, дезинфекции в общественных местах, учебных заведениях, медицинских клиниках (антибактериальные покрытия для стен, инструментов, мебели, протезов и имплантантов), для создания самоочищающихся поверхностей (стены и окна зданий, окна, товары широкого потребления), промышленных и бытовых установок очистки воздуха, стоковых и загрязненных вод, очистки жидкостей и газов. Также диоксид титана может быть использован для изготовления солнечных батарей - превращения солнечного света в электроэнергию; для производства водорода; в с фере электроники для псевдоконденсаторов и т.д. . Применение наноматериалов на основе диоксида титана Целью наших научных исследований является разработка устойчивой технологии для производства наноразмерного диоксида титана с определенными исходными характеристиками, которые обуславливают применение данного материала в определенной сфере. Обращаясь к проблемам развития современной науки, наши сотрудники работают в двух направлениях: производство солнечных элементов на основе диоксида титана как полупроводника n-типа и создание фотокаталитически активних бактерицидних поверхностей для очистки окружающей среды. Сотрудниками научной лаборатории Центра материаловедения было изучено влияние разных условий процесса синтеза на исходные свойства синтезируемого материала, в результате исследований был разработан ряд методик производства диоксида титана со строго подконтрольными размерами его частиц (от нескольких до болем 100 нм) и четко задаными фотокаталитическими характеристиками. На рисунке: наноразмерный диоксид титана, синтезированный золь-гель методом, и его ТЕМ изображение (средний размер зерен 8-10 нм). Результатом работ, посвященных нанесению покрытий на основе диоксида титана на различные поверхности (стекло, нержавеющая сталь, латунь, пористый углерод), стала разработка технологии создания таких покрытий, которые проявляют высокие фотокаталитические свойства и способны выступать фотокатализатором при деградации разных органических соединений. Таким системам не требуется мойка, они способны самоочищаться и, следовательно, очищать окружающую среду лишь под действием солнечных лучей или искусственного освещения, могут применяться как активные поверхности и отдельные узлы различных очистных и активационных установок. На рисунке: самоочищающиеся покрытия на стеклянных поверхностях нанесенные методом напыления (а) и погружения (б), а также на металлических покрытиях (в). Пленка ТіО2 на латунной подложке Оптическая микрофотография пленки ТіО2 (?100) SEM фотография пленки ТіО2, представленная округленными агломератами анатазной фазы Оптическая микрофотография пленки ТіО2 (?1000) В июне 2010 года результаты исследований, полученные в лаборатории Центра материаловедения, были представлены на международной конференции по керамическим материалам CIMTEC 2010 , которая проходила в Монтекатини, Италия. Постер-презентация и ряд статей, представленные нашими научными сотрудниками совместно с группой американских исследователей из Института Нанотехнологий Университета Дрекселя, раскрывают актуальные проблемы исследования физико-химических свойств диоксида титана и его практического применения в разных отраслях в мире и, в частности на Украине. При этом наша компания ориентируется на украинский рынок и все научные исследования осуществляет исключительно на основе отечественного сырья. Благодаря сочетанию электрических и оптических свойств, диоксид титана большой интерес представляет для изготовления фотоэлектрических солнечных батарей. Опытные образцы солнечных батарей, изготовленные с применением нанопорошка диоксида титана TiO2 в Центре материаловедения Солнечная ячейка на хлорофилле Так выглядят солнечные ячейки на различных типах красителей Испытание солненой ячейки на хлорофиллe Центр материаловедения Главная О нас R&D проекты Проектирование Производство Наши партнеры Ленты новостей Контакты Подписаться на новости Новости науки и нанотехнологий Science and Nanotechnology News Наука Личности в науке Международные исследования и образование Международные конференции и симпозиумы Научные статьи, публикации, обзоры Механические испытания материалов и конструкций Физико-химические методы исследований материалов R&D проекты Научно-технологическое оборудование Диоксид титана ТіО2 Изделия из карбида бора Огнеупорные материалы © 2012 Центр материаловедения. Все права защищены. Joomla! — свободное программное обеспечение, распространяемое по лицензии GNU/GPL. RSS Новости