Том 92, № 11 (2023)
Статьи
Достижения и перспективы в области твердооксидных топливных элементов, работающих на аммиаке
Аннотация
В последние годы водород занял место в ряду основных энергоносителей; однако его широкому использованию препятствует наличие проблем, связанных с его хранением и транспортировкой набольшие расстояния. Аммиак считается потенциальным источником с точки зрения хранения и транспортировки водорода. Так, аммиак обладает большей удельной энергоемкостью, чем водород, его легче транспортировать, он позволяет получить не содержащее СО2 альтернативное топливо, которое можно использовать в различных системах энергоснабжения. В этом отношении на первый план как наиболее перспективная выходит технология твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), обеспечивающая непосредственное высокоэффективное преобразование аммиака в электроэнергию. ТОТЭ функционируют при высоких температурах (как правило, выше 600°С), поэтому отсутствует необходимость в подводе извне энергии для реформинга и крекинга аммиака. В данной работе представлен критический обзор экспериментальных результатов, основных достижений, успехов и перспектив в области разработки ТОТЭ, работающих на аммиаке. Библиография — 147 ссылок.
Успехи химии. 2023;92(11):RCR5098
RCR5098
Функционализированные пиразолилпиридиновые лиганды в дизайне металлокомплексов с настраиваемыми свойствами
Аннотация
Производные 1H-пиразолилпиридинов — востребованные лиганды в координационной химии. Соединения данного класса являются аналогами 2,2'-бипиридиновых лигандов и обладают рядом преимуществ, в первую очередь доступностью и простотой получения, а также возможностью создания на их основе мостиковых лигандов-противоионов благодаря депротонированию NH-группы. В настоящем обзоре рассмотрены общие методы синтеза производных пиразола с пиридиновыми заместителями в положении 1 или 3(5). Обобщены и проанализированы подходы к получению 1H-пиразолилпиридиновых лигандов, систематизированные по типу координации. Представлены сформированные на основе таких лигандов координационные соединения различных металлов, в том числе благородных и «монетных». Показано, что структура пиразолилпиридина определяет фотофизические и химические свойства металлокомплекса. Полученные данные могут быть использованы для установления взаимосвязи функционализированный лиганд — строение комплекса — свойство. Библиография — 119 ссылок.
Успехи химии. 2023;92(11):RCR5099
RCR5099
Природные гидроколлоиды как биосовместимые композитные материалы для пищевой промышленности
Аннотация
Требования потребителей к более экологичным принципам производства традиционных продуктов питания привели к тому, что натуральные гидроколлоиды стали предметом внимания современной пищевой промышленности. Отличаясь биосовместимостью, доступностью и уникальными физико-химическими свойствами, гидроколлоиды являются важными компонентами активно развивающихся альтернативных продуктов питания и биоразлагаемой функциональной пищевой упаковки. Последние исследования выявили проблемы, возникающие при создании этих продуктов, которые можно решить за счет более глубокого понимания взаимодействия между компонентами сложной смеси на основе гидроколлоидов. В обзоре обобщены сведения о применении природных гидроколлоидов в качестве перспективных многофункциональных материалов для инновационных технологий, в которых приоритетными являются безопасность и экологичность продуктов питания. В нем также представлен обзор свойств этих веществ с акцентом на их поведение при желировании и способы улучшения гидроколлоидной матрицы для получения материалов с желаемой текстурой, запахом, внешним видом и функциональными свойствами. Библиография — 563 ссылки.
Успехи химии. 2023;92(11):RCR5102
RCR5102
Анализ, классификация и предотвращение образования дефектов в экструзионной 3D-печати
Аннотация
Технологии аддитивного производства (или 3D-печать) стали мощным инструментом создания разнообразных объектов, постепенно приводя к смене парадигмы процессов исследования и производства в разных отраслях. Применение аддитивных технологий в химии позволяют реализовать цифровой дизайн и изготовление реакторов сложной топологии. Однако преимущества этих технологий могут быть снижены или сведены к нулю использованием неоптимальных параметров печати или некачественных материалов, что приводит к появлению дефектов, существенно ухудшающих качество и функциональность получаемых продуктов. Отсутствие понимания процессов формирования дефектов не позволяет разработать эффективные методы их предотвращения. В данном обзоре представлен подробный анализ причин возникновения дефектов при создании изделий методом послойного наплавления термопластов — одном из наиболее распространенных методов 3D-печати. Дефекты классифицированы по нескольким ключевым характеристикам, включая размер, тип, способ возникновения и местоположение. Приводится описание каждого дефекта, основные причины его появления, влияние на свойства напечатанных изделий и способы предотвращения его формирования. Анализируется взаимосвязь процесса образования дефектов со свойствами материала, параметрами печати и динамикой нагревания/охлаждения. Приведенная классификация имеет важное практическое значение, обеспечивая основу для разработки стратегии минимизации дефектов и повышения качества 3D-печатной продукции. Настоящий обзор ориентирован на широкую аудиторию, включая исследователей, изучающих химические процессы и технологии аддитивного производства, инженеров 3D-печати, операторов 3D-принтеров и специалистов по контролю качества продукции. Показана острая необходимость разработки в ближайшем будущем передовых моделей машинного обучения и искусственного интеллекта, способных прогнозировать образование дефектов на основе заданных параметров печати и свойств материала. Целью будущих исследований также должно стать создание новых материалов и совершенствование параметров печати для достижения превосходного качества 3D-печатной продукции. В данном обзоре впервые проводится классификация дефектов, анализ причин их возникновения и, как результат, перечисляются методы их устранения в экструзионной 3D-печати. Библиография — 180 ссылок.
Успехи химии. 2023;92(11):RCR5103
RCR5103