Рус Бел Eng De Cn Es
Кафедра электрохимии

Год основания

2010

 

Заведующий кафедрой

доктор химических наук, профессор Стрельцов Евгений Анатольевич

 

 

Состав

1 профессор, 3 доцентa, 3 ассистента, 1 стажер м.н.с., 1 лаборант

 

 

 

   Первый ряд (слева направо): доцент С.М. Рабчинский, доцент Т.В. Ковальчук-Рабчинская, заведующий кафедрой, профессор Е.А. Стрельцов, заведующая учебной лабораторией Я.Д. Комаровская, доцент Г.А. Рагойша.
   Второй ряд (слева направо): магистрант, стажер м.н.с. Е.Н. Анискевич; аспирант, ассистент Е.А. Бондаренко; П.В. Чулкин; ассистент, м.н.с. Н.В. Малащенок, ассистент, аспирант М.Е. Козыревич.

 

 

Учебная работа

Кафедра проводит обучение студентов на химическом факультете.

 Общие учебные курсы:

  • Электрохимия;
  • Физическая химия (совместно с кафедрой физической химии);
  • Неорганическая химия (совместно с кафедрой неорганической химии). 

Спецкурсы:

  • Электрохимия и наноэлектрохимия полупроводников;
  • Современная прикладная электрохимия;
  • Редокс-активные металлокомлексы;
  • Электрохимические методы исследования;
  • Химические источники тока;
  • Коррозия и электрохимия металлов.
 

Основные направления научно-методической работы

  • Подготовка учебных пособий для студентов химического факультета, абитуриентов и школьников;

  • участие в организации и проведении республиканских, областных и городских олимпиад по химии; подготовка команды школьников республики к менделеевским и международным олимпиадам;

  • индивидуальная работа с наиболее одаренными учащимися школ и студентами.

 

Основные направления научно-исследовательской работы

Преподаватели и сотрудниками кафедры электрохимии, в тесном содружестве с другими кафедрами химического факультета и НИИ физико-химических проблем БГУ ведут научные исследования по следующим основным направлениям:

  • фотоэлектрохимия и дизайн чувствительных к видимому свету солнечных ячеек на основе наноструктурированных полупроводников;
  • электрохимия атомных слоев металлов и халькогенов;
  • разработка новых импедансных электрохимических методов;
  • электрохимический синтез полупроводниковых халькогенидов металлов с заданной структурной организацией; темплатный электросинтез;
  • электрохимическое материаловедение и электрокатализ;

Кафедра электрохимии в научном плане тесно сотрудничает с Институтом общей и неорганической химии НАН Беларуси, Государственным научно-производственным объединением «Научно- практический центр НАН Беларуси по материаловедению», кафедрой энергофизики физического факультета БГУ, национальным научно-учебным центром физики частиц и высоких энергий БГУ, Институтом физической химии им.Л.В.Писаржевского НАН Украины (г.Киев) и другими научно-исследовательскими учреждениями.

 

 

Основные научные достижения кафедры электрохимии за последние 5 лет: 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Направления международного сотрудничества

 

 

 

 

 

 

 

 

Участие в работе редакционных советов международных журналов и  рецензирование научных статей:

               

 1)  Получены тонкопленочные фотоаноды на основе широкозонных оксидов (ZnO, TiO2, In2O3) и наночастиц сульфида кадмия CdS c внешней квантовой эффективностью фотоэлектрохимических процессов до 70-80%, пригодные для использования в солнечных ячейках III поколении.

M.V. Malashchonak, Е.А. Streltsov, A.V. Mazanik, A. I. Kulak, S.K. Poznyak, O.L. Stroyuk, S.Ya. Kuchmiy, P.I. Gaiduk Band-gap and sub-band-gap photoelectrochemical processes at nanocrystalline CdS grown on ZnO by successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method // Thin Solid Films. 2015. Vol. 589, N.31 P.145-152.

M.V. Malashchonak, A.V. Mazanik, O.V. Korolik, E.A. Streltsov, A.I. Kulak Influence of Wide Band-Gap Oxide Substrate on Photoelectrochemical Properties and Structural Disorder of CdS Nanoparticles Grown by Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) Method // Beilstein Journal of Nanotechnology. 2015. Vol.6. P.2252-2262.

2)  Разработаны новые тонкопленочные композиционные аноды на основе диоксида олова и наночастиц восстановленного оксида графена, проявляющие высокую электрокаталитическую активность в реакциях анодного окисления неорганических и органических веществ. Электроды перспективны для прикладной электрохимии, противоэлектродов в солнечных ячейках, в химических источниках тока и сенсорных устройствах.

E.A. Bondarenko, A.V. Mazanik, Е.А. Streltsov, A.I. Kulak, O.V. Korolik, SnO2 / Reduced Graphene Oxide Composite Films for Electrochemical Applications // Materials Science and Engineering B. 2015.Vol.202. P.61-67.

3)     Обнаружен и детально исследован эффект переключения фототока (анодного на катодный и наоборот) в нанокристаллических электродах на основе слоистого оксоиодида висмута BiOI (см. рисунок). Эффект представляет интерес для создания нового типа электронных логических нанопереключателей, являющихся альтернативой классическим электронным устройствам на основе монокристаллического кремния.

M.E. Kozyrevich, М.V. Malashchonak, A.V. Mazanik, E.A. Streltsov, A.I. Kulak, C. Bhattacharya Photocurrent switching effect on layer-type BiOI electrodes: influence of redox system, light wavelength and thermal treatment // Electrochimica Acta. 2016 (in press).

 

 

 Электронномикроскопическое изображение поверхности электрохимически осажденного осадка BiOI

 

4)     Обнаружен эффект влияния катионов щелочных металлов на скорость процесса выделения молекулярного хлора на Pt-электроде при электролизе концентрированных водных растворов хлоридов щелочных металлов. Причина связана с образованием ионных пар, влияющих на строение плотной обкладки двойного электрического слоя.  Результаты представляют практический интерес для хлорного электролиза.

G.A. Ragoisha, T.A. Auchynnikava, E.A. Streltsov, S.M. Rabchynski Electrochemical impedance of platinum in chloride solutions under potentiodynamic anodic polarization: effect of alkali metal cations // Electrochimica Acta. 2014. Vol.122, P.218-223.

5)     Разработан метод потенциодинамической электрохимической импедансной спектроскопии, позволяющий исследовать раздельно по совместному многомерному отклику разные объекты и совместно протекающие процессы в электрохимических системах.  С использованием данного метода разработаны подходы к электрохимической сборке наноматериалов из атомных слоев, формируемых в условиях недонапряжения.

G. A. Ragoisha  // Electroanalysis. 2015. Vol. 27. P. 855–863.

 

6)     Установлено, что пленки оксосульфида висмута Bi14O9S12 характеризуются аномально высокой фотоэлектрохимической активностью (квантовая эффективность катодного фототока достигает 2500%) в водных растворах, содержащих окислители (гексационоферрат(III)-анионы, молекулярный иод и др). Эффект связан с увеличением фотопроводимости полупроводника, что обеспечивает транспорт носителей заряда из внешней цепи (рис.1). Установлена зависимость фототока от интенсивности и длины волны падающего света, концентрации окислителя в растворе. Результаты работы опубликованы в высокорейтинговом журнале Advanced Materials с импакт-фактором 19.791 (E.A.Bondarenko, E.A.Streltsov, M.V.Malashchonak, A.V.Mazanik, A.I. Kulak, E.V. Skorb, Giant incident photon-to-current conversion with photoconductivity gain on nanostructured bismuth oxysulfide photoelectrodes under visible light illumination // Advanced Materials. – 2017. – Vol. 29. – 1702387 (6); doi: 10.1002/adma.201702387).

 

Рис.1. Схема, иллюстрирующая эффект гигантской квантовой эффективности фототока в системе оксосульфид/раствор электролита

7)     Совместно с индийскими коллегами (Indian Institute of Engineering Science & Technology, Shibpur, Howrah–711103, West Bengal, India) предложен простой способ увеличения квантовой эффективности фототока (Y) для пленочных p-Cu2O фотокатодов, полученных методом электроосаждения. Для этого в водный раствор, содержащий 0,2 M CuSO4, молочную кислоту и KH2PO4, добавляли нитрат европия Eu(NO3)3, молярная доля которого варьировалась в интервале 0,5–10% по отношению к концентрации Cu2+. Выбор европия связан с тем, что радиус катионов Eu3+ (0,109 нм) приблизительно в 1,4 раза превышает радиус катионов Сu+ (0,077 нм). Это исключает возможность внедрения Eu3+ в кристаллическую решетку Cu2O. За счет повышения рН в прикатодном слое (во время электроосаждения пленки) формируются включения гидратированного аморфного оксида европия Eu2O3·H2O, которые выступают в роли геттерирующих центров, очищающих основной материал (Cu2O) от примесей. Характеризация электроосажденных пленок Cu2O методами сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа показывает, что происходит увеличение размеров кристаллитов оксида меди (I) без изменения параметров кристаллической решетки. Электрохимическая импедансная спектроскопия свидетельствует о постоянной концентрации акцепторов в p-Cu2O (NA=8,6×1016−3) и постоянном значении потенциала плоских зон полупроводника (Efb= 0,62 В), электроосажденного в растворах без европия и с его добавками. Значительный рост (на порядок) интенсивности экситонной фотолюминесценции для кристаллитов Cu2O, синтезированных в присутствии добавок Eu(III) в растворе, свидетельствует об увеличении времени жизни носителей заряда в оксидном полупроводнике, т.е. о подавлении рекомбинации фотозарядов. На пленках p-Cu2O, синтезированных в присутствии оптимальных количеств Eu(III) в электролите осаждения (2,5%), в растворе 0,1 M Na2SO4 (pH 4,9) квантовая эффективность катодного фототока приближается к 100% при l£450 нм (рис. 2). 

     Рис.2. Спектральная зависимость внешней квантовой эффетивности фототока (IPCE) (а) и электронномикроскопическое изображение поверхности электроосажденной пленки p-Cu2O (б).

 

    S.Shyamal, P.Hajra, M.Paramita, B.Harahari, S.Aparajita, D.Sariket, A.Satpati, M.Malashchonak, A.Mazanik, O.Korolik, A.Kulak, E.Skorb, A.Maity, E.Streltsov, C.Bhattacharya. Eu modified Cu2O thin films: Significant Enhancement in Efficiency of Photoelectrochemical Processes through Suppression of Charge Carrier Recombination // Chemical Engineering Journal. 2018. Vol.335. P.676–684; Impact Factor: 6,216; doi: 10.1016/j.cej.2017.11.004 

 

 

Зарубежные партнеры:

  • Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д.В.Сокольского Республики Казахстан  (050010, г. Алматы, ул. Кунаева 142,). Разработка новых фотоэлектрохимических солнечных элементов на основе полупроводниковых халькогенидов и оксидов металлов.
  • Институт физической химии НАН Украины им. Л.В. Писаржевского (г. Киев, Украина). Разработка эффективных фотоэлектрохимических и фотокаталитических систем на основе наноструктурированных полупроводников.
  • Indian Institute of Engineering Science & Technology, Shibpur, Howrah–711103, West Bengal, India. Совместный проект: «Фотоэлектрохимические солнечные ячейки на основе полупроводниковых соединений висмута».
  • Sejong University, 98 Gunja-dong, Gwangjin-gu, Seoul 143-747, South Korea. Совместный проект: «Synthesis and characterization of new nanostructured electrode materials for energy storage and conversion».
  • Технический университет г. Мюнхена (Германия). Научное сотрудничество связано с разработкой методов анализа импедансных данных. Один из продуктов сотрудничества – широко используемая в мире программа анализа спектров импеданса EIS Spectrum Analyser доступна на сайте БГУ: http://www.abc.chemistry.bsu.by/vi/analyser/  

 

 

Доцент кафедры электрохимии  Г.А.Рагойша является действительным членом International Society of Electrochemistry, член редколлегии международного научного журнала Electrochemistry Communications (издательство Elsevier).

Заведующий кафедрой профессор Е.А.Стрельцов и доцент кафедры Г.А.Рагойша выступают в качестве экcпертов-рецензентов в ведущих научных журналах электрохимической и материаловедческой направленности: Electrochimica Acta (официальный журнал международного электрохимического сообщества), Electrochemistry Communications, Journal of Solid State Electrochemistry, Thin Solid Films, Chemistry of Materials, Journal of Applied Physics A и др.

Доцент кафедры электрохимии Г.А. Рагойша награжден «Certificate of Excellence in Reviewing (Elsevier)».

 

 
 
   
 

Заведующий кафедрой
Стрельцов Евгений Анатольевич, доктор химических наук, профессор
тел.: 209-53-87
email: streltea@bsu.by
адрес: ул. Ленинградская, 14 к. 609
доцент
Рабчинский Сергей Михайлович, кандидат химических наук
тел.: 209-53-87
email: rabchinskij_sm@tut.by
адрес: г. Минск ул. Ленинградская 14, лаб. 609
доцент
Ковальчук-Рабчинская Татьяна Вячеславовна, кандидат химических наук
email: ktv-chem@mail.ru
адрес: г. Минск ул. Ленинградская 14, лаб. 723
доцент
Рагойша Геннадий Антонович, кандидат химических наук
email: ragoishag@bsu.by
адрес: ул. Ленинградская, 14 к. 807
ассистент
Малащёнок Николай Валерьевич, кандидат химических наук
тел.: 209-53-87
email: che.malasche@gmail.com
адрес: г. Минск ул. Ленинградская 14, лаб. 609
ассистент
Козыревич Максим Евгеньевич
тел.: 209-53-87
email: mkozyrevich@gmail.com
адрес: ул. Ленинградская 14, лаб. 422
ассистент
Бондаренко Евгений Андреевич
тел.: 209-53-87
адрес: ул. Ленинградская д. 14 к. 609
лаборант
Комаровская Янина Доминиковна
тел.: 209-57-86
адрес: ул.Ленинградская, 14 к. 422