Polimēru elektrolītu membrānu ar oglekļa nanostruktūru piedevām izstrāde elektroķīmiskai tritija bagātināšanai kodolsintēzes lietojumos

Projekta nosaukums: Polimēru elektrolītu membrānu ar oglekļa nanostruktūru piedevām izstrāde elektroķīmiskai tritija bagātināšanai kodolsintēzes lietojumos

Projekta līguma numurs: 1.1.1.3/1/24/A/122

Projekta partneri: SIA “Naco Technologies”, SIA “Allatherm”

Projekta īstenošanas termiņš: 01.09.2025. - 31.08.2028. (36 mēneši)

Projekta kopējais finansējums: 655 955,09 EUR (ERAF 509 677,10 EUR; Valsts budžeta finansējums 89 865,84 EUR; privātais finansējums 56 412,15 EUR, t.sk. ieguldījums natūrā - LU 19 668,65 EUR, SIA “Naco Technologies” 6 564,55 EUR, SIA “Allatherm” 6 564,55 EUR)

Projekta zinātniskais vadītājs: LU Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultātes Ķīmiskās fizikas institūta vadošā pētniece, institūta direktore, Medicīnas un dzīvības zinātņu fakultātes Ķīmijas nodaļas asociētā profesore Elīna Pajuste

Projekta administratīvā vadītāja: Ginta Greble, e-pasts: ginta.greble@lu.lv 

Projekta mērķis ir izveidot starpdisciplināru pētnieku grupu no kodolsintēzes, radioķīmijas un nanotehnoloģiju jomām sadarbībā ar inovatīvu tehnoloģiju rūpniecības partneriem, lai izstrādātu ūdeņraža izotopu atdalīšanas ierīci. Šajā ierīcē tiks izmantotas ar oglekļa nanostruktūrām pastiprinātas, radiācijas stabilas polimēru protonu apmaiņas membrānas un to elektrodu ansambļi, kas uzlabos tritija elektroķīmiskās bagātināšanas efektivitāti. Projekta laikā izstrādātās metodes piedāvās jaunas un rentablas pieejas tritija, kas tiek izmantots kā degviela kodolsintēzē, bagātināšanai. Šīs tehnoloģijas varētu arī kalpot tritija atdalīšanai no kodolreaktoru notekūdeņiem, tādējādi samazinot radioaktīvo atkritumu apjomu, kā arī palīdzēt vides sanācijā radiācijas avāriju gadījumā. Lai gan galveno labumu no šiem sasniegumiem gūtu kodolrūpniecība un vides aizsardzības organizācijas, izstrādātie kompozītmateriāli varētu tikt pielietoti arī citās nozarēs, piemēram, ūdeņraža enerģētikā.

Projekta rezultāti: 

1. Izstrādāts 1 sistēmas prototips;
2. Reģistrētas tehnoloģiju tiesības – 1 patents.
3. Publicēti 3 zinātniskie raksti.

Galvenās projekta darbības rūpniecisko pētījumu ietvaros: 

1. Modificēto membrānu izstrāde.
2. Membrānu - elektrodu ansambļa izstrāde.
3. Ūdeņraža izotopu atdalīšanas sistēmas prototipa izstrāde.

Projekts: Nr. 1.1.1.3/1/24/A/122 “Polimēru elektrolītu membrānu ar oglekļa nanostruktūru piedevām izstrāde elektroķīmiskai tritija bagātināšanai kodolsintēzes lietojumos”.

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte, SIA “Allatherm”, SIA “Naco Technologies”.

Projekta darbības un paveiktais šajā atskaites periodā:

Darbība 2.d1. Modificēto membrānu izstrāde

Izveidoti pirmie polimēru elektrolītu membrānu paraugi, kas modificēti ar viensienu un daudzsienu oglekļa nanocaurulītēm, kā polimēru elektrolītu, izmantojot Nafion un SPEEK (sulfonētu poliēterētera ketonu). Paraugiem novērtēti membrānas izstrādes metodika un parametri, ūdeņraža ģenerēšanas Faradeja efektivitāte, tos lietojot ūdens elektrolīzē, un veikti tritija atdalīšanas mērījumi, veicot tritiēta ūdens elektrolīzi.

Darbība 2.d2. Membrānas elektrodu ansambļa izstrāde

Ar izgatavotajām membrānām veikti Faradeja efektivitātes un tritija atdalīšanas mērījumi, kā katalizatoru izmantojot uz ogles bāzēta platīna gāzu difūzijas elektrodu papīrus. Izplānoti materiāli un parametri membrānas-elektrodu ansambļu izstrādei, lietojot magnetrona uzputināšanu katalizatora uznešanai.

Darbība 2.d3. Ūdeņraža izotopu atdalīšanas sistēmas prototips

Izstrādāta sistēmas koncepcija un definētas galvenās tehniskās prasības. Sistēmas plānojums progresā, izraugot lietotās iekārtas, dizainu un darbības parametrus. Uzrunāti potenciālie  uzņēmumi degšūnas un elektrolīzera uzražošanai, kas paredzēts tritija bagātināšanas sistēmai.