Разработка нанокомпозитных электродов для источников тока в электронике

• Автор: Гаврин, Станислав Станиславович
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Топливные элементы в энергетике

1.2. Топливные элементы с твердополимерным электролитом

1.2.1. ТПЭ-мембраны

1.2.2. Коллекторы тока

1.2.3. Газодиффузионный подслой

1.2.4. Каталитические слои

1.2.5. Моделирование процессов в системах с ТПЭ и проблема оптимизации массопереноса
1.3. Пористый кремний в топливных элементах
1.3.1. Методы получения пористого кремния
1.3.2. Механизм порообразования
Глава 2. Методики эксперимента
2.1. Материалы и реактивы
2.2. Приборы и оборудование
2.3. Методы исследования
2.3.1. Абсорбционная спектрофотометрия и фотонно-корреляционная спектроскопия
2.3.2. Зондовая микроскопия
2.3.3. Рентгено-фотоэлектронная спектроскопия

2.3.4. Рентгено-фазовый анализ
2.3.5. Ех-яіШ вольтамперометрия
2.3.6.1п-эки вольтамперометрия
Глава 3. Экспериментальная часть
3.1. Получение пористого кремния
3.2. Синтез обратно-мицеллярных растворов с наночастицами платины и палладия
3.3. Разработка т-вИи метода модифицирования пористого кремния
Глава 4. Результаты и обсуждение
4.1. Исследование влияния параметров прекурсора на адсорбционные свойства кремния
4.2. Исследование влияния параметров пористого кремния и прекурсора на зарядовое состояние палладия и платины в композитах
4.3. Исследование электрохимической активности композитов пористого кремния
Выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Благодаря бурному развитию микро- и наноэлектроники, электронной и вычислительной техники масштабы производства традиционных источников тока постоянно увеличиваются, хотя перспективы их улучшения технически ограничены. В этой связи наблюдается стремительный рост спроса на химические источники тока с высокими техническими характеристиками, основными из которых являются экологическая чистота, высокие удельные энергетические характеристики, стабильное напряжение разряда, оптимальные массогабаритные показатели, относительно низкая стоимость.
Проблема поиска альтернативных источников энергии стала особенно актуальной в связи с успехами нанотехнологии [1] и электрохимии и появлением таких новых средств, как нанотрубки, наномембраны, нанопористые подложки и т. д. Их использование, по мнению специалистов, может явиться основой нового поколения изделий, отвечающих потребностям рынка нано- и мик-росистемной техники [2-4].
В настоящее время наиболее перспективными источниками тока для электронной аппаратуры являются микромощные картриджные водородновоздушные и литиевые элементы питания, совместимые с кремниевыми микрочипами [5-7]. Прежде всего, это касается военной и космической техники, медицины и биологии, транспортной и промышленной электроники, мобильных устройств. По сравнению с другими источниками тока они обладают более высокими удельными характеристиками, широким температурным интервалом эксплуатации, длительным сроком хранения, повышенной плотностью тока, мощностью, энергией и ёмкостью.
Принципиальные улучшения характеристик и устранение определенных недостатков источников тока предлагается осуществить использованием новейших достижений нанотехнологии с применением углеродных нанотрубок (УНТ) [8,9], нанокатализаторов и пористого кремния (ПК) [10]. Данные мате-

Рис. 3. ВАХ для п- и р- типа кремния в растворе Ш7 (Серым цветом обозначена область формирования пор).