Отзыв 4 (Реакционная способность графена и графеноподобных материалов в процессах электрохимического восстановления кислорода)

Отзыв на автореферат диссертации Катаева Эльмара Юрьевича на тему: «Реакционная способносп графена и графеноподобных материалов в процессах электрохимического восстановления кислорода77, представленной на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальностям 02.00.21 — химия твердого тела и 02.00.05 — электрохимия Развитие энергетики требует увеличения удельной мощности химических источников тока, используемых для накопления н преобразования энергии. Перспективным направлением является разработка и исследование металл-воздушных аккумуляторов, мощность которых в 2-3 раза превосходит мощность 1.1-ионных батарей.

Работа Катаева Э.Ю. посвящена исследованию процессов, происходящих на поверхности углеродных электродных материалов при электрохимическом восстановлении кислорода в апротонной среде. В диссертации был рассмотрен ряд модельных и реальных систем на основе графеновых структур разной степени дефекпюсти, а так же допированные бором, азотом и кислородом, и многослойных углеродных структур (наностенки, двухслойный графен) в качестве положительных электродов в процессе восстановления кислорода. При помо~ци метода ренттеновской электронной спектроскопии были показаны количественные изменения различных форм кислорода, углерода и лития или калия в процессах окисления кислорода н сопутствующих реакций.

Установлено, что продукты восстановления кислорода в литий-воздушных аккумуляторах — оксид и пероксид лития — не взаимодействуют с углеродным электродом. Однако, интермедиат, образующиеся в процессе реакции восстановления — надпероксид-ион — способствует деградации углеродной матрицы. Причем деградация проходит тем быстрее, чем больше дефектов в углеродных слоях и наиболее эффективна на краевых атомах.

Примесные атомы в углеродной сетке уменьшают этот эффект, что является довольно неожиданным. Для большинства описанных эффектов приводятся возможные механизмы реакций. Автором диссертации разработана модельная электрохимическая ячейка для исследования электрохимических процессов в металл-воздушных аккумуляторах в орегаЫо условиях. При использовании такой ячейки возможно исследование состояния материала с помощью методов рентгеновской спектроскопии в процессе зарядки н разрядки устройства без контакта с внешней средой в камере спектрометра. Работа выполнена качественно, с использованием современных методов диагностики материалов, охватывает большой объем согласующихся друг с другом исследований, Результаты диссертации представлены в трех статьях, опубликованных в высокорейтинговых журналах.

Автореферат диссертации содержит основные результаты исследований н удовлетворяет требованиям ВАК, предъявляемых к кандидатским диссертациям, а автор диссертации Катаев Эльмар Юрьевич заслуживает присуждения ему искомой степени кандидата химических наук по специальностям 02.00.21 — химия твердого тела и 02.00.05 — электрохимия. Зав. лаб, фнзикохцмни наноматериалов ИБХ СО'РАН, профессор, д.ф.-м.н А.В, Окотруб '1 н.с. к.х.н ~ "~ .:,.",,,Д"~ =" 1 ~~ фЯ: ~' г~ ~ .~~ .з Е.О, Федоровская ~7 303 330-53-53, 630090, новаанбиРск, ', УзенЯН 00 Ч30л: -,-, ИЮ~ 00 ~'Д;Ч .