Специалисты НГУ создали программу для ускоренного поиска материалов для промышленности
Разработчики НГУ зарегистрировали программу, которая в десятки раз ускоряет анализ электрохимических свойств углеродных наноматериалов. Это поможет быстрее отбирать материалы для аккумуляторов, суперконденсаторов, сенсоров и покрытий.
МОСКВА, 6 мая. /Новости науки/. Сотрудники Центра НТИ по новым функциональным материалам НГУ разработали и зарегистрировали в Роспатенте программу для обработки спектров электрохимического импеданса углеродных наноматериалов. Она ускоряет анализ данных и помогает быстрее выбирать материалы для будущего применения в промышленности, сообщили в Новосибирском государственном университете.
«Программа помогает анализировать данные, получаемые при тестировании различных электрохимически активных материалов, в частности углеродных материалов, акцент на разработку и исследование которых сделан в ЦНФМ в последнее время», — сказал разработчик программы, сотрудник Центра НТИ по новым функциональным материалам НГУ Данил Польских.
Электрохимический импеданс показывает, как материал сопротивляется электрическому току в разных условиях. Такой анализ важен для аккумуляторов, суперконденсаторов, электролизеров и сенсоров. Он помогает понять, насколько материал подходит для работы в реальном устройстве.
По словам Польских, программа оценивает не только сопротивление материала току. Она также показывает, что происходит на границе между электродом и электролитом. Это позволяет разделить свойства самого материала и параметры электрохимического процесса.
«Это дает возможность разделить собственные свойства материала и параметры процесса и по отдельности оценить вклад разных явлений в общую картину», — отметил Польских.
В НГУ программу используют для работы с углеродными наноматериалами, в том числе с многостенными углеродными нанотрубками. Их в университет поставляет Институт катализа СО РАН в рамках совместного гранта. Такие материалы применяют в литий-ионных аккумуляторах, суперконденсаторах, сенсорах, электролизерах, а также в специальных пастах и покрытиях.
Углеродные нанотрубки помогают создавать более легкие и прочные компоненты. Они также улучшают проводимость и повышают срок службы устройств. Поэтому быстрый и точный анализ их свойств напрямую влияет на разработку новых технологий для энергетики, электроники и других отраслей.
«В НГУ из МУНТ вначале изготавливают рабочие электроды, которые затем тестируют в целевых процессах — например, в электрохимической генерации пероксида водорода или в многократном циклировании Li-ion аккумуляторов и суперконденсаторов с целью определения их долговечности», — сказал директор ЦНФМ НГУ Денис Козлов.
Разработчики отмечают, что похожие программы уже существуют, но часто требуют ручной обработки данных. Новый софт автоматизирует эту работу. По словам Польских, за день можно получить 30–40–50 спектров и затем проанализировать их за 15–20 минут. При ручной обработке столько времени обычно уходит на один спектр.
По оценке разработчиков, некоторые операции программа выполняет в десятки раз быстрее многих решений, которые есть на рынке. Работа над ней заняла около трех лет. Сейчас это один исполняемый файл, который можно установить и сразу использовать для расчетов. Программа уже работает в ЦНФМ на реальных объектах, но пока не размещена в открытом доступе. Решение о передаче софта внешним индустриальным партнерам будет принимать Центр.
«Программа помогает анализировать данные, получаемые при тестировании различных электрохимически активных материалов, в частности углеродных материалов, акцент на разработку и исследование которых сделан в ЦНФМ в последнее время», — сказал разработчик программы, сотрудник Центра НТИ по новым функциональным материалам НГУ Данил Польских.
Электрохимический импеданс показывает, как материал сопротивляется электрическому току в разных условиях. Такой анализ важен для аккумуляторов, суперконденсаторов, электролизеров и сенсоров. Он помогает понять, насколько материал подходит для работы в реальном устройстве.
По словам Польских, программа оценивает не только сопротивление материала току. Она также показывает, что происходит на границе между электродом и электролитом. Это позволяет разделить свойства самого материала и параметры электрохимического процесса.
«Это дает возможность разделить собственные свойства материала и параметры процесса и по отдельности оценить вклад разных явлений в общую картину», — отметил Польских.
В НГУ программу используют для работы с углеродными наноматериалами, в том числе с многостенными углеродными нанотрубками. Их в университет поставляет Институт катализа СО РАН в рамках совместного гранта. Такие материалы применяют в литий-ионных аккумуляторах, суперконденсаторах, сенсорах, электролизерах, а также в специальных пастах и покрытиях.
Углеродные нанотрубки помогают создавать более легкие и прочные компоненты. Они также улучшают проводимость и повышают срок службы устройств. Поэтому быстрый и точный анализ их свойств напрямую влияет на разработку новых технологий для энергетики, электроники и других отраслей.
«В НГУ из МУНТ вначале изготавливают рабочие электроды, которые затем тестируют в целевых процессах — например, в электрохимической генерации пероксида водорода или в многократном циклировании Li-ion аккумуляторов и суперконденсаторов с целью определения их долговечности», — сказал директор ЦНФМ НГУ Денис Козлов.
Разработчики отмечают, что похожие программы уже существуют, но часто требуют ручной обработки данных. Новый софт автоматизирует эту работу. По словам Польских, за день можно получить 30–40–50 спектров и затем проанализировать их за 15–20 минут. При ручной обработке столько времени обычно уходит на один спектр.
По оценке разработчиков, некоторые операции программа выполняет в десятки раз быстрее многих решений, которые есть на рынке. Работа над ней заняла около трех лет. Сейчас это один исполняемый файл, который можно установить и сразу использовать для расчетов. Программа уже работает в ЦНФМ на реальных объектах, но пока не размещена в открытом доступе. Решение о передаче софта внешним индустриальным партнерам будет принимать Центр.
