Создание программно-вычислительного комплекса для компьютерного моделирования взаимодействия углеродных нанотрубок с водородом

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 21.10.2014 № 14.575.21.0087 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 2 в период с 01.01.2015 по 30.06.2015 г. выполнялись следующие работы:

• Разработка комплексной математической модели углеродных наноструктурированных сорбентов на основе углеродных нанотрубок с описанием их структуры, физико-химических свойств, элементного и функционального состава.
• Проведение тестовых расчетов по моделированию структуры и адсорбционных свойств углеродных наноструктурированных сорбентов на основе углеродных нанотрубок и их сравнение с экспериментальными данными.

Были получены следующие результаты:

• разработана комплексная математическая модель углеродных наноструктурированных сорбентов на примере углеродных нанотрубок (УНТ) с описанием их структуры, физико-химических свойств, элементного и функционального состава;
• изготовлены экспериментальные образцы сорбентов на основе однослойных углеродных нанотрубок;
• проведены тестовые расчеты по моделированию структуры и адсорбционных свойств углеродных наноструктурированных сорбентов на основе углеродных нанотрубок и их сравнение с экспериментальными данными.

В ходе выполнения работ были проанализированы данные о зависимости сорбционных свойств углеродных нанотрубок с различной структурой. Выявлены закономерности для расчета изотерм адсорбции УНТ в зависимости от параметров их хиральности, диаметра и длины. Для обеспечения учета физико-химических свойств и параметров структуры в модели были использованы как расчетные данные, так и результаты экспериментов по термопрограммируемой десорбции, спектроскопии комбинационного рассеяния и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения некоторых видов УНТ.

Полученные результаты соответствуют техническим требованиям к выполняемому проекту и обеспечивают перспективы продолжения работ по проекту. Они позволят на последующих этапах разработать методику оценки эффективности сорбционных материалов для решения задачи хранения водорода и разработать программно-вычислительный комплекс для моделирования процессов взаимодействия углеродных нанотрубок с водородом.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.