Grafēnā bāzēta elektroķīmiska sūknēšana radioaktīvā ūdeņraža izotopa atdalīšanai

Projekta nosaukums: Grafēnā bāzēta elektroķīmiska sūknēšana radioaktīvā ūdeņraža izotopa atdalīšanai
Projekta līguma numurs: 1.1.1.1/19/A/137
Projekta partneris: SIA Baltic Scientific Instruments
Projekta īstenošanas termiņš: 01.04.2020. – 31.03.2023.
Projekta kopējais finansējums: EUR 648 647.68, LU daļa EUR 407337,68
Projekta zinātniskais vadītājs: vadošais pētnieks, Dr.chem. vad.pētn. Elīna Pajuste
Projekta administratīvais vadītājs: Signe Laimiņa-Koka
Projekta mērķis: Starpdisciplināras pētnieku komandas izveide, iesaistot radioķīmijas, nanotehnoloģiju, fizikālās un polimēru ķīmijas zinātniekus un kodolnozares industriālo partneri, lai izstrādātu viedu, distancēti vadāmu tehnoloģisko ierīci radioaktīvā ūdeņraža izotopa (tritija) atdalīšanai, izmantojot grafēna bāzes – elektroķīmiskās sūknēšanas pieeju.

Projekta galvenie rezultāti u.c. informācija par projekta īstenošanu:

2 ierīču prototipi; 4 zinātniskie raksti, kas tiks iesniegti publicēšanai žurnālos vai konferenču rakstu krājumos, kuru citēšanas indekss sasniedz vismaz 50 procentus no nozares vidējā citēšanas indeksa, Web of Science vai SCOPUS (A vai B) datubāzēs iekļautos žurnālos vai konferenču rakstu krājumos, 1 metodes apraksts materiālu sagatavošanai, 4  tehniskie ziņojumi, 1 patenta pieteikums.

Publicēts 01.04.2020.

01.04.2020.-30.06.2020.

Projekta ietvaros sintezētas un raksturotas dažāda biezuma sulfonēta poliētera ētera ketona (SPEEK) membrānas. Veikta grafēna sintēze un pārnese uz membrānu, izmantojot dažādas pārneses metodes, veikts to sākotnējais salīdzinājums. Uzsākti membrānas mijiedarbības ar tritiju saturošu ūdeni  novērtējuma eksperimenti. Izstrādāta sistēma tritija caurspiešanās eksperimentu veikšanai.

Publicēts 01.07.2020.

01.07.2020. – 30.09.2020

Projekta ietvaros veikti tritijacaurpiešanās pētījumi SPEEK un NAFION membrānām, izmantojot projektā izstrādāto eksperimentālo sistēmu. Turpināti tritija un membrānu mijiedarbības pētījumi. Izstrādāti rasējumi elektroķīmisko procesu tritija atdalīšanai ūdens fāzē eksperimentu sistēmai.

Publicēts 01.10.2020.

01.10.2020. - 31.12.2020.

Projekta ietvaros veikta SPEEK un NAFION membrānu starošana paātrinātu elektronu plūsmā, lai novērtētu to radiācijas stabilitāti un pielietojuma ierobežojumus jonizējošā starojuma apstākļos. Izstrādāti rasējumi gāzveida tritijacaurspiešanās novērtējuma eksperimentāli sistēmai un uzsākta tritija elektroķīmiskas atdalīšanas ūdens fāzē eksperimentālās sistēmas izstrāde.

Publicēts 30.12.2020.

01.01.2021.–31.03.2021.

Projekta ietvaros izstrādāta sistēma gāzveida tritija caurspiešanās novērtējumam un veikti pirmie eksperimenti SPEEK un NAFION membrānām. Turpināts darbs pie elektroķīmiskas atdalīšanas ūdens fāzē eksperimentālās sistēmas izstrādes un veikti pirmie testi. Veikta iepriekšējā periodā staroto membrānu fizikāli ķīmisko īpašību analīze un uzsākta publikācijas gatavošana par NAFION un SPEEK membrānu radiācijas stabilitāti, iesniegtas tēzes starptautiskai konferencei par iegūtajiem rezultātiem.

Publicēts 30.03.2021.

01.04.2021 – 30.06.2021.

Projekta ietvaros izstrādāta sistēma elektroķīmiskās tritija atdalīšanas ūdens fāzē izpētei, veikti eksperimenti ar tritiju nesaturošu ūdeni.  Iesākts darbs pie tritija atdalīšanas sistēmas gāzes fāzē izstrādes.  Zinātniskie rezultāti prezentēti starptautiskā konferencē. Turpināts darbs pie publikācijas par NAFION un SPEEK membrānu radiācijas stabilitāti.

Publicēts 30.06.2021.

1.07.2021.-30.09.2021

Projekta ietvaros veikti pirmie tritija atdalīšanas eksperimenti ūdens fāze, izmantojot nemodificētas membrānas. Veikta metodes izstrāde atdalīšanas koeficienta novērtējumam elektrolīzes procesos. Turpināts darbs pie gāzes fāzes atdalīšanas sistēmas izstrādes. Zinātniskie rezultāti prezentēti starptautiskā, zinātniskā konferencē.

Publicēts 30.09.2021.

01.10.2021. – 31.12.2021.

Projekta ietvaros tupināts darbs pie tritija atdalīšanas koeficienta noteikšanas metodikas izstrādes gāzes fāzē, kā arī atdalīšanas iekārtu parametru optimizācijas. Zinātniskie rezultāti apkopoti zinātniskā rakstā un iesniegti publicēšanai Q1 žurnālā.

Publicēts: 30.12.2021.

01.01.2022. – 31.03.2022.

Projekta ietvaros turpināts darbs pie tritija atdalīšanas sistēmas parametru optimizācijas un radīti risinājumi ierobežojošo faktoru samazināšanai. Veikta SPEEK membrānu sintēze ar dažādām īpašībām un izstrādāts to testēšanas plāns. Iesniegtas tēzes dalībai divās starptautiskās konferencēs.

Publicēts: 31.03.2022.

1.04.2022. – 30.06.2022

Projekta ietvaros veikti tritija atdalīšanas ūdens fāzē eksperimenti elektrolīzes posmā. Veikti ūdens sorbcijas un caurspiešanās eksperimentiem membrānām ar un bez grafēna pārklājuma. Zinātniskie rezultāti par tritija atdalīšanas konceptu ziņoti Starptautiskās Atomenerģijas aģentūras organizētā konferencē par sinerģijām starp kodolsintēzi un kodoldalīšanos .

Rezultāti par membrānu radiācijas stabilitāti publicēti žurnālā “ Polymer Degradation and Stability”

Publicēts: 30.06.2022.

01.07.2022.– 30.09.2022.

Projekta ietvaros uzbūvēts tritija atdalīšanas sistēmas prototips un veikti tā testi ar nemodificētām membrānām un tritiju nesaturošu ūdeni, kā arī uzsākti pirmie testi ar tritiju saturošu ūdeni.

Rezultāti ziņoti 2 starptautiskās konferencēs: SAEA starptautiskā konference par radiācijas tehnoloģijām un pielietojumiem un 32.Starptautiskajā simpozijs par kodolsintēzes tehnoloģijām.

Publicēts 30.09.2022

01.10.2022.-31.12.2022

Projekta ietvaros veikti tritija atdalīšanas eksperimenti ūdens fāzē, izmantojot izstrādāto atdalīšanas sistēmas prototipu. Veikta sistēmas optimizācija balstoties uz iegūtajiem rezultātiem. Turpināts darbs pie tritija atdalīšnas gāzes fāzē koncepta izstrādes. Veikti dažādu SPEEK membrānu modifikāciju radiācijas stabilitātes testi - starošana 10MeV elektronu plūsmā ar dozu 500kGy un pēcstarošanas testu uzsākšana.

Publicēts 30.12.2022

01.01.2023 - 31.03.2023

Projekta ietvaros turpināts darbs pie eksperimentiem ūdens fāzē. Izstrādāts jauns koncepts membrānu/grafēna kompozīta izveidē un uzsākti testi. Turpināts darbs pie zinātnisko publikāciju izstrādes. Iesniegts patenta pieteikums Latvijas patenta valdē. Sagatavots populārzinātniskais raksts.

Publicēts 30.03.2023.