інститут загальної та
неорганічної хімії

імені в.і. вернадського
нан україни


ВІДДІЛ ЕЛЕКТРОХІМІЧНОГО МАТЕРІАЛОЗНАВСТВА
І ЕЛЕКТРОКАТАЛІЗУ

Напрямки роботи відділу

Наукові напрямки досліджень:

електрохімічна кінетика і електрокаталіз;

електрохімічне матеріалознавство;

Прикладні напрямки досліджень:

електроосаження, гальванотехніка й обробка поверхні, хімічні джерела струму, паливні елементи, електрокаталізатори, корозія та захист металів від корозії.

Історія відділу

Завідувач відділу професор, доктор хімічних наук В.С. Кублановський

Відділ засновано 9-го грудня 1983 року на базі лабораторії гальванічних покриттів. З 1983 року по 1992 рік відділ мав назву – відділ електрокаталітичних матеріалів, з 1993р. – відділ електрохімії водних розчинів, а з 2016 р. – відділ електрохімічного матеріалознавства та електрокаталізу. Назва відділу відображала нагальні проблеми сьогодення.

Керує відділом професор, доктор хімічних наук В.С. Кублановський.

Дослідження які були проведені у відділі під керівництвом професора Кублановського внесли серйозний вклад в теоретикну, прикладну і технічну електрохімію: теорію електродних процесів, електрохімічну кінетику, електрохімію комплексних сполук, електрохімічний масоперенос, хімічні джерела струму, електрокаталіз, електрохімічні пристрої, теоретичну і інженерну гальванотехніку, електрохімічний екологію і в ряд інших теоретичних і прикладних напрямків сучасної хімії. Ряд розробок ввійшли в підручники з електррохімії.

Результати досліджень співробітників опубліковані в понад 800 статтях, удостоєні п’яти медалей та дипломів ВДНГ СРСР та Украхни, захищені біля 60 авторськими свідотствами України та Росії. За період існування відділу видано 10монографій, сім тематичних збірників наукових праць. Захищено 18 кандидатських та 3 докторських дисертацій.

Основні значимі наукові результати:

Вперше сформульовано та експериментально обґрунтовано теорію електрохімічно активних комплексів (ЕАК), яка зараз набрала міжнародне визнання.

Вперше систематизовані типи реакцій освіти ЕАК, показано, що з гальмуванням освіти ЕАК безпосередньо пов’язані фізико-хімічні характеристики покриття металами, що дозволяє управляти властивостями одержуваних покриттів.

На підставі розвитку хімічного, дифузійного та митраційного масопереносу створено теорію будови приелектродних шарів, яку доведено до рівня алгоритмів.

Теоретично обґрунтовані й експериментально підтверджені умови стабільно стійкого режиму процесу функціонального осадження металів та умови функціонального осадження металів.

Введено поняття електрохімічного опору системи (eE/dj) і сформульовано новий закон – стійкі коливання системи мінімальні при струмі поляризаціі в області половини граничного струму і не залежить від природи комплексного іону.

Теоретично обґрунтовані й експериментально підтверджені умови стабільно стійкого режиму процесу функціонального осадження металів та умови функціонального осадження металів.

На основі вивчення механізму розрядження-іонізації комплексних іонів та нових прийомів електролізу створені умови для одержання будь-яких заданих функціональних гальванічних покрить металами або сплавами технічного та побутового призначення.

Створені основи синтезу та підбору біфункціональних електрокаталізаторів, що не містять благородних металів для електрохімічного відновлення кисню, водню. Вперше знайдено «спіловер-еффект» в електрокаталітичних системах, на підставі якого запропоновано варіант теорії електрокаталізу. Створено високоефективні стабільні повітряні електроди для хімічних джерел струму та паливних елементів.

Учасники сьомої міжнародної конференції космічні технології «сьогодення та майбутнє», професор, д.х.н. В.С. Кублановський та докторантка відділу, к.х.н. Ю.С. Японцева (2019 рік).

Доктори наук, завідувач відділу В.С. Кублановський та О.Л. Берсірова обговорюють плани робіт відділу на 2021 рік.

Основні значимі прикладні результати:

1. На підставі теоретичних підходів розроблені і впроваджені багато ефективних екологічно чистих електролітів для потреб гальванотехніки і гідроелектрометалургії. В.С. Кублановський спільно з співробітниками розробили технологічні процеси: товстошарового кадмування, товстошаровогоцинкування, селективного міднення плат друкованого монтажу, пластичного хімічного міднення, золочення, сріблення, нікель-олово, нікель-індій, магнітних сплавів на основі кобальту та багато інших функціональних покрить металами і сплавами.

2. В останні часи розроблено методологію ефективного високошвидкісного електрохімічного синтезу мультифункціональних (магнітних, електрокаталітичних, корозійно та зносостійких) щільних плівок наноструктурованих бінарних сплавів М1М2 (де М1 – метали підгрупи заліза (Ni, Co, Fe), і М2 – Мо, W? Re) з різних типів комплексних водних електролітів, з контрольованим складов і відтвореною структурою.

В даний час у відділі розвиваються напрями – електрохімічне матеріалознавство, електрохімічний синтез матеріалів і покритті з унікальними, цінними функціональними властивостями з водних, іонних і розплавлених комплексних електролітів, які важко або неможливо одержати іншими методами. Розвиваються теоретичні і практичні питання електрокаталізу та створення стабільних електрокаталізаторів для потреб перетворення енергії і інформації.

Завідувач відділу
Кублановський Валерій Семенович
Провідний науковый співробітник
Берсірова Оксана Леонідівна
Старші наукові співробітники
Дев’яткін Сергій Володимирович Нікітенко Василь Миколайович Японцева Юлія Сергіївна
Наукові співробітники
Бабенков Євген Анатолійович Кочетова Світлана Анатоліївна
Провідний інженер-технолог
Богданович Людмила Василівна

Реалізовані проекти відділу

1. European FР7 ргogram INTAS, "Investigation on clectrochemically manufactured materials and its tribological properties applying them for micro-, and nano-technologУ products" (KULeuven, Belgium; Есole Centrale Paris, Francе; Inst.of Applied Physics, Moldova; Vilnius University, Lithuania; V.Vernadsky Institute of General & Inorganic Chemistry NASU, Ukraine) 2006-2008. 2. Scientific and technological cоорeration: "Electrochemical design of functional materials of new generation: nanostructured mono- and multilayer coatings with pre-set properties for electronics and energy", Vilnius University, Lithuania - 2013-2014. 3. Scientific and technological cоорeration joint project "Effects of corrosion rate of nanostructuresand nanocomposites with their electrochemical production and аpplication" Institute of Applied Physics of Academy of Sciences of Moldova, Moldova - 2009-2010. 4. Industrial pгoject "Functional galvanic coatings of microelectronic technique elements", Factory "Integral", Minsk, Belarus- 2005-2007. 5. W.Mianowski Foundation for Science Support, "The сorrosion study of bulk and electrochemical deposits of silver and silver alloys", Warsaw Тechnical University, Dept. of Chemistry, PРoland - 2001-2002. Національні проекти 1. НДР ."Теория электрохимически активных фундаментальних досліджень України-2001-2002. 2. НДР "Теоретические основы и технологические подходы для получения сенсоров Цільова програма фундаментальних досліджень НАН України 2001-2002 рр. 3. НДР "Синтез нових нетоксичних електролітів та оптимальних режимів осадження із них гальванічних антикорозійних покриттів на металеві поверхні", Програма фундаментальних досліджень НАН України 2002-2004 рр. 4. НДР «Розробка нових наноматеріалів (опто-електронних, енергоперетворюючих, каталітичних) з використанням іонних рідин та рідких кристалів». Цільова комплексна програма фундаментальних досліджень НАн України «Фундаментальні проблеми створення нових речовин і матеріалів хімічного виробництва»-2014- 2016рp.

Проекти, які відділ виконує на теперішній час

1. НДР «Дослідження електрохімічного структурування, як методу формування інноваційно перспективних наноматеріалів нового покоління на основі суперсплавів» в рамках Цільової програми фундаментальних досліджень України «Перспективні фундаментальні дослідження та інноваційні розробки наноматеріалів і нанотехнологій для потреб промисловості, охорони здоров'я та сільського господарства» на 2020-2024pp. НДР «Електрохімічний синтез наноструктуровацих суперсплавів з електрохімічними, електрокаталітичними, корозійними властивостями» в рамках Цільова комплексна програма фундаментальних досліджеь НАН України «Фундаментальні проблеми створения нових речовин і матеріалів хімічного виробництва» на 2019-2021 рр. НАН цінними

Нагороди відділу

Mіжнародні нагороди: 2010р. Премія академій наук України, Білорусі, Молдови-д.х.н. Кублановський В.С., д.л.н. Берсірова О.Л. Учені Відділу-лауреатн премій НАН України імені видатних учених: Премія ім. О. 1. Бродського НАН Украни 2019 р. -д.х.н., проф. Кублановський В.С., д.т.н. Берсірова О.Л. та д.х.н. Пірський Ю.К. За цикл праць "Будова і реакційна здатність координаційних сполук металів в електроосадженні та електрокаталізі". Премії Президії Всесоюзного хімічного товариства ім. Д.1. Менделеева. . ХК. Кублановський В.С. 1978, 1983, 1986 рр. Ордени та Медалі Кублановський В.С. Золота медаль ВДНГ СРСР- 1975р. Заслужений винахідник АН УРСР Кублановський В.С. -1988 р. Результати досягнень відділу включалися в звіти Відділення хімії НАН України і відзначалися на загальних зборах НАН України. Відзнаки НАН України: 2007 р. - «За підготовку наукової зміни»-д.х.н., проф. Кублановський В.С. 2016 р. - «За професійні здобутки» д.х.н., проф. Кублановський В.С. 2018 р. - За досягнення у вирішенні найважливіших наукових і науково-технічних проблем, впровадженню розробку у народне господарство та практику соціально- культурного будівництва, підготовці та вихованні кадрів, активну участь у громадському житті та самовіддану сумлінну працю Ювілейною почесною грамотою Президії НАН України нагороджені д.х.н. Кублановський В.С., д.т.н. Берсірова О.Л. Грант Президента України для докторів наук 2014 р. - "Design of functional coatings of new generation: nanostructured electrolytic coatings with pre-set properties"-д.т.н. Берсірова О.Л. Miжнародиі гранти 2013-2014 рр. - BMU-MID 2011 Erasmus-Mundus Action 2 "Electrochemical design c functional materials of new generation: nanostrиctured mono-and multilayer coatings wi- pre-set properties for electronics and energy"- д.т.н. Берсірова О.Л. 2001-2002 - Fellows of W.Mianowski Funding for Science Support, Poland д.т- Берсірова О.Л. 2006-2008 - European FP7 program INTAS, "Investigation on electrochemica manufactured materials and its tribological properties applying them for micro-, and na technology products" (KULeuven, Belgium;B Ecole Centrale Paris, France; Inst.of Appl Physics, General&Inorganic Chemistry NASU, Ukraine). Moldova; Vilnius University, Lithuania; V.Vemadsky Institute