В 2018 году:

Проект совместно с университетом г. Лидс «Комбинирование методов эксперимента и математического моделирования, включающего химическую кинетику, тепло- и массоперенос, от масштаба атомов до масштаба завода» Проект Institutional Links (UK-Russia Institutional Links).

Осуществлено исследование кинетического механизма реакций гидрирования с переносом водорода. На основе имеющихся моделей периодического реактора идеального смешения и проточного реактора и составленных кинетических моделей для реакции гидрирования бензальдегида разработаны программные модули для нахождения конверсии реагентов. Построены зависимости степени превращения бензальдегида от времени. Проведена оценка разброса результатов с помощью коэффициента детерминации и определен механизм, наилучшим образом описывающий экспериментальные данные.

РФФИ «Исследование и математическое моделирование процессов функционирования биотопливного элемента на основе лакказы и глюкозодегидрогеназы»

Разработана математическая модель биотопливных полу-элементов (БТЭ) на основе лакказы и глюкозодегидрогеназы, объединяющая в себе уравнения ферментативной и электрохимической кинетики, материальный баланс и баланс заряда.

Государственное задание № 13.10932.2018/10.11 «Проведение фундаментальных научных исследований в области создания и моделирования биотопливных безмедиаторных элементов»

1. Разработан анодный катализатор;

2. Разработан прототип конструкции биотопливного элементам;

3. Проведены исследования в биотопливном элементе.

Проект в рамках программы ФЦП «Разработка технологии получения новых функциональных керамоматричных композиционных материалов, с улучшенными электрофизическими и термомеханическими свойствами для оборонной, электронной и авиакосмической промышленностей», совместно с кафедрами химической технологии керамики и огнеупоров, химической технологии углеродных материалов, коллоидной химии. (Соглашение № 14.574.21.0158).

Результаты работ по второму этапу, выполненные за счет средств субсидии:

1. Проведены экспериментальные исследования по выбору составов стеклообразующих добавок, для матрицы композита из оксида алюминия и отработке режимов диспергирования — гомогенизации методом механоактивации: — добавок-легантов в матрице композита с содержанием Al2O3 ≥ 99,5% и — стеклообразующих добавок в матрице композита с содержанием Al2O3 ≥ 96 %.

2. Проведены экспериментальные исследования физико-химических и реологических характеристик суспензий — шликеров композитов из оксида алюминия( с содержанием Al2O3 ≥ 99,5% и Al2O3 ≥96%).

3. Выполнена отработка технологии сушки гомогенной композиционной шихты — ,шликеров композитов из оксида алюминия( с содержанием Al2O3 ≥ 99,5% и Al2O3 ≥96%), методом распылительной сушки.

4. Проведены экспериментальные исследования по отработке технологических характеристик пластифицированных суспензий — шликера(с содержанием Al2O3 ≥ 99,5%); при пленочном литье методом раскатывания на основу.

5. Проведены исследования кинетических параметров процесса ламинирования керамических компаундов (с содержанием Al2O3 ≥ 99,5%).

6. Проведены экспериментальные исследования по отработке процесса предварительного отжига и спекания компаундов из оксида алюминия включающие в себя:

1)определение температурно-временных факторов, обеспечивающих равномерное удаление пластифицирующих добавок по всему объему компаунда;

2) отработка кинетических параметров интенсификации процесса спекания в газовой среде для получения мелкокристаллической структуры, относительно роста кристаллов матрицы.

7. Изготовлены и проведены испытания экспериментальных образцов композитов на основе керамической матрицы из оксида алюминия ( с содержанием Al2O3 ≥ 99,5 % и Al2O3 ≥ 99,6 %).

8. Разработана Программа и методики испытаний, полученных экспериментальных образцов композитов на основе оксидной керамической матрицы ( с содержанием Al2O3 ≥ 99,5 % и Al2O3 ≥ 99,6 %).

9. Проведено исследование кинетических параметров процессов консолидации и отработка режимов обжига керамоматричных композитов на основе оксида алюминия, армированного дискретными волокнами из ZrO2 и упрочненного частицами частично стабилизированного ZrO2 методом одноосного горячего прессования.

10. Изготовлены и проведены испытания экспериментальных образцов керамоматричных композитов на основе оксидной матрицы (Al2O3, армированного дискретными волокнами и упрочненного частицами частично стабилизированного ZrO2).

11. Проведено исследование кинетических параметров процесса консолидации керамоматричных композитов на основе оксидных керамических матриц составов: — эвтектическая композиция в системе Al2O3-ZrO2-Υ2O3, армированная допированными азотом УНТ и — Al2O3, упрочненный нано частицами частично стабилизированного ZrO2 и армированный допированными азотом нанотрубками, методом искрового плазменного спекания (ИПС).

12. Изготовлены и проведены испытания экспериментальных образцов керамоматричных композитов на основе оксидной матрицы ( эвтектика в системе: Al2O3-ZrO2-Υ2O3, армированная допированными азотом УНТ и — Al2O3, упрочненный нано частицами частично стабилизированного ZrO2 и армированный допированными азотом нанотрубками).

13. Разработана Программа и методики испытаний, полученных экспериментальных образцов композитов на основе оксидной керамической матрицы (эвтектика в системе: Al2O3-ZrO2-Υ2O3, армированная допированными азотом УНТ и — Al2O3, упрочненный частицами частично стабилизированного ZrO2 и армированный допированными азотом нанотрубками), полученных методами ИПС и одноосного горячего прессования.

14. Разработаны лабораторные регламенты получения экспериментальных образцов композитов:

a) на основе оксидной керамической матрицы из оксида алюминия, армированного легированными УНТ и дисперсионно-упрочненного частицами частично стабилизированного ZrO2;

б) на основе оксидной керамической матрицы из оксида алюминия, армированного дискретными волокнами из ZrO2 и дисперсионно-упрочненного частицами частично стабилизированного ZrO2;

в на основе оксидной керамической матрицы эвтектического состава в системе: Al2O3-ZrO2-Y2O3, армированного легированными азотом УНТ.

15. Разработана предметная онтология в области нанокомпозитов информационной системы (создание классов и свойств классов).

16. Разработан программный модуль моделирования процесса измельчения (высокоэнергетического смешения).

17. Разработана математическая модель для прогнозирования свойств композита.

18. Разработан программный интеллектуальный модуль поиска, добычи и хранения информации из Интернет-источников мирового научного сообщества.

19. Разработана математическая модель распылительной сушки гомогенной композиционной шихты.

20. Разработан программный модуль процесса ИПС спекания композитов.

21. Разработана схема алгоритма решения уравнений математической модели моделирования физико-химических свойств композитов.

22. Спроектирована и разработана ультразвуковая оснастка для воздействия на консолидируемый композит состава B4C — Al/Mg — nanoW.

23. Проведены экспериментальные исследования реологических характеристик прессуемости порошковых композиционных смесей состава: B4C — Al/Mg — nanoW с оптимизированным содержанием компонентов от условий внешнего энергетического воздействия (ультразвуковых колебаний, температуры, давления).

24. Исследованы структурные характеристики консолидированных композитов состава: B4C-Al/Mg-nanoW, с выявлением закономерностей между свойствами консолидированного композита, режимами консолидации и параметрами межчастичного взаимодействия при компактировании, включающие в себя: пористость; свойства межзёрененных границ; фазовый состав; размер областей когерентного рассеяния и их микронапряжений.

25. Проведены исследования по оптимизации режимов получения композитного материала состава B4C — Al/Mg — nanoW по критериям лучшего сочетания их прочностных и структурных свойств.

Результаты работ по второму этапу, выполненные за счет средств Индустриального партнера:

26. Разработан лабораторный регламент получения экспериментальных образцов композитов на основе оксидной керамической матрицы из оксида алюминия (с содержанием Al2O3≥96%) дисперсионно-упрочненных субмикронными частицами стеклообразующего минерализатора с низким порогом кристаллизации, обеспечивающего растягивающие непрерывные структуры в матрице композита.

27. Разработан лабораторный регламент получения экспериментальных образцов композитов на основе оксида алюминия (с содержанием Al2O3≥99,5%), легированного окислами-модификаторами.

Результаты работ по второму этапу, выполненные за счет внебюджетных средств:

28. Выбран оптимальный состав сырья для керамоматричного материала из оксида алюминия (с содержанием AI2O3 ≥99,5%) как материала для подложек интегральных микросхем.

29. Разработана конструкторская документация на технологическую оснастку и изготовлена технологическая оснастка для керамоматричного материала из оксида алюминия (с содержанием AI2O3 ≥99,5%).

30. Изготовлены экспериментальные образцы — подложка керамоматричного материала из оксида алюминия, дисперсионно упрочненного легантами — модификаторам методом пленочного литья и проведены исследования электрофизических и механических характеристик экспериментальной образцов.

31. Приобретена установка для измерения ρ и tgδ образцов экспериментальной партии подложек из выбранного состава сырья.

Проект в рамках программы ФЦП «Проведение исследований в области повышения эффективности добычи нефти за счет циклической закачки пара с дымовыми газами, термогазохимического воздействия и переработки попутных нефтяных газов» совместно с кафедрами: кибернетики химико-технологических процессов, химии и технологии высокомолекулярных соединений РХТУ им. Д.И.Менделеева и университетом Сантандер (Колумбия). (Соглашение № 14.583.21.0064).

Результаты работ по второму этапу, выполненные за счет средств субсидии:

1. Разработана лабораторная методика получения мембранных катализаторов на основе карбидов вольфрама и молибдена для процесса углекислотной конверсии попутных нефтяных газов.

2. Изготовлены мембраны для газогенератора по разработанной документации.

3. Изготовлены образцы разработанного твердого топлива для организации циклического воздействия.

4. Разработаны программы и методика экспериментальных исследований твердотопливных композиций с организацией циклического воздействия.

5. Получены допированные азотом углеродные нанотрубоки с использованием каталитического пиролиза попутных нефтяных газов.

6. Получен мембранный катализатор на основе карбидов вольфрама и молибдена для процесса углекислотой конверсии попутных нефтяных газов.

7. Проведены экспериментальные исследования по созданию механизма кинетики углекислотной конверсии попутных нефтяных газов.

8. Создан Программный модуль для поиска кинетических параметров углекислотной конверсии попутных нефтяных газов.

9. Проведены экспериментальные исследования твердого топлива с организацией циклического воздействия по разработанной программе и методике.

10. Разработана программа и методика по испытанию мембран.

11. Проведены испытания мембран по разработанной программе и метдоике.

12. Разработана программа и методика экспериментальных исследований мембранных катализаторов на основе карбидов вольфрама и молибдена для процесса углекислотой конверсии попутных нефтяных газов.

13. Определены кинетические параметры элементарных стадий процесса углекислотной конверсии попутных нефтяных газов.

14. Разработана эскизная конструкторская документация лабораторного образца газогенератора для организации циклического воздействия.

15. Проведены экспериментальные исследования мембранных катализаторов на основе карбидов вольфрама и молибдена.

Работы Иностранного партнера, выполненные за счет внебюджетных средств:

16. Определен состав дымовых газов после парогенераторов.

17. Рассчитано удельное количество попутного нефтяного газа и образующихся дымовых газов на единицы водяного пара.

18. Проведены исследования процессов улавливания и хранения дымовых газов.

19. Проведен анализ процессов улавливания азота в воздухе.

20. Проведен анализ закачки дымовых газов либо азота в лабораторном масштабе по литературным данным.

В 2017 году:

Проект Российского фонда фундаментальных исследований «Экспериментальные и кинетические исследования, математическое моделирование углекислотной конверсии метана в мембранном реакторе с мембранным катализатором» (соглашение № 15-03-08183 совместно с кафедрой ХТУМ).

В ходе этого проекта в 2017 году получены следующие результаты: 1) определены энергии активации реакций процесса углекислотной конверсии метана на катализаторе.

Проект совместно с университетом г. Лидс «Комбинирование методов эксперимента и математического моделирования, включающего химическую кинетику, тепло- и массоперенос, от масштаба атомов до масштаба завода» Проект Institutional Links (UK-Russia Institutional Links).

Проект Российского фонда фундаментальных исследований «Исследование и математическое моделирование процессов функционирования биотопливного элемента на основе лакказы и глюкозодегидрогеназы» (соглашение № 16-08-01140). Данный проект проводится совместно с ИФХЭ РАН.

В ходе этого проекта в 2017 году были получены следующие результаты:

Разработана математическая модель биотопливных полу-элементов (БТЭ) на основе лакказы и глюкозодегидрогеназы, объединяющая в себе уравнения ферментативной и электрохимической кинетики, материальный баланс и баланс заряда.

Проект в рамках программы ФЦП «Разработка технологии получения новых функциональных керамоматричных композиционных материалов, с улучшенными электрофизическими и термомеханическими свойствами для оборонной, электронной и авиакосмической промышленностей», совместно с кафедрами химической технологии керамики и огнеупоров, химической технологии углеродных материалов, коллоидной химии. (Соглашение № 14.574.21.0158).

Результаты работ по первому этапу, выполненных за счет средств субсидии:

1. Проведен аналитический обзор научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей проблему создания нового типа передовых керамоматричных композитов с добавлением армирующих и упрочняющих структур. Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011 – 96.

2. Сформулирован выбор и обоснование направления исследований.

3. Разработаны технологические требования для материалов разрабатываемых композитов, исходных порошковых материалов и допированных углеродных нанотрубок и дискретных поликристаллических волокон из диоксида циркония.

4. Разработаны Программы и методики и проведены структурно-фазовые исследования исходных материалов.

5. Выбран состав модификатора-добавки для матрицы композита на основе оксида алюминия.

6. Проведены исследования кинетических и термодинамических параметров процесса кристаллизации добавки модификатора в матрице композита на основе оксида алюминия.

7. Разработан лабораторный регламент по получению добавок модификатора (эвтектических добавок).

8. Проведены экспериментальные исследования по легированию углеродных нанотрубок для устранения проблем интеграции в керамическую матрицу и распределения в виде непрерывных наноструктур.

9. Проведены исследования оптимальных режимов получения легированных углеродных нанотрубок.

10. Изготовлены экспериментальные образцы легированных (допированных азотом) углеродных нанотрубок.

11. Разработаны Программы и методики исследований свойств полученных допированных азотом экспериментальных образцов углеродных нанотрубок.

12. Проведены исследования по определению свойств полученных допированных азотом экспериментальных образцов углеродных нанотрубок.

13. Спроектирована информационная система в области нанокомпозитов, в том числе: разработана структуры функциональных подсистем, инфологической и даталогической моделей базы данных, блок-схем алгоритмов основных программных модулей.

14. Разработана математическая модель процесса измельчения, блок-схемы алгоритма решения уравнений математической модели.

15. Разработана математическая модель процесса импульсно-плазменного спекания керамоматричных композитов на основе кислородных и бескислородных матриц, армированных УНТ; блок-схема алгоритма решения уравнений математической модели.

16. Разработана комплексная характеризация исходных порошковых компонентов (порошков матричного сплава Al/Mg, карбида бора, вольфрама) по их морфологическим, дисперсным и структурным свойствам.

17. Построены дискретно-элементные модели упаковки порошковых смесей B4C-Al/Mg-W с различным содержанием компонентов с использованием экспериментальных данных характеризации. Модельная оптимизация количественного содержания компонентов порошковой смеси B4C-Al/Mg-W по критериям максимальной плотности и координационного числа при минимальных затратах на деформацию и перемещение частиц в смеси.

18. Проведено исследование процессов химического взаимодействия компонентов порошковой смеси друг с другом и с содержащей кислород атмосферой при различных давлениях и температуре; выработка рекомендаций по защите компонентов смеси от окисления в процессе консолидации.

19. Проведены исследования свойств прессуемости отдельных компонентов и их смесей B4C-Al/Mg-W с различным содержанием в рамках Механистической модели прессования с выявлением основных характеристик материалов: уплотняемости, прессуемости, коэффициента характеристик; определение границ наступления и окончания основных этапов и стадий уплотнения, на которых с разной степенью преобладают процессы взаимной упаковки частиц или их деформации.

20. Построены конечно-элементные модели процесса консолидации исследуемых материалов B4C-Al/Mg-W с последующей оптимизацией кинематической схемы их прессования в изделия заданной формы в различных условиях внешнего воздействия.

21. Спроектирована и разработана принципиально новая прессовая оснастка, реализующая возможность прессования изделий давлениями, превышающими значения пределов прочности материала пресс-форм. 3D-прототипирование прессовой оснастки; выявлены проблемные узлы, оптимизированы её массогабаритные и прочностные характеристики. Разработана эскизная конструкторская документация на изготовление лабораторной прессовой оснастки для воздействия на консолидируемый композит состава (B4C + Al/Mg + nanoW).

22. Написан промежуточный отчет о ПНИ.

23. Проведены исследования по отработке технологии сушки-гранулирования композитной шихты (на основе оксидных матриц, армированных эвтектическими стеклообразующимися структурами).

24. Проведены исследования термодинамических и кинетических параметров консолидации керамоматричных композитов на основе оксидных матриц.

25. Проведены испытания экспериментальных образцов оксидных керамоматричных композитов по разработанным программам и методикам.

Проект в рамках программы ФЦП «Проведение исследований в области повышения эффективности добычи нефти за счет циклической закачки пара с дымовыми газами, термогазохимического воздействия и переработки попутных нефтяных газов» совместно с кафедрами: кибернетики химико-технологических процессов, химии и технологии высокомолекулярных соединений РХТУ им. Д.И.Менделеева и университетом Сантандер (Колумбия). (Соглашение № 14.583.21.0064).

Результаты работ по первому этапу, выполненных за счет средств субсидии:

1. Проведен аналитический обзор литературы

2. Сделан обоснованный выбор направлений дальнейших исследований

3. Проведены патентные исследования

4. Выполнено проектирование разрывных мембран для блока воспламенения в составе газогенератора.

5. Разработана эскизная документация для изготовления разрывных мембран

6. Разработан состав твердотопливных композиций с циклическим термогазохимическим воздействием на призабойную зону.

7. Разработана лабораторная методика для создания твердотопливных композиций с организацией циклического воздействия.

8. Разработана математическая модель кинетики углекислотной конверсии попутных нефтяных газов.

9. Разработана лабораторная методика получения допированных азотом углеродных нанотрубок.

Результаты работ по первому этапу, выполненных за счет внебюджетных средств: 1. Выполнено исследование процесса циклической закачки пара.

2. Дана оценка физико-химических эффектов, возникающих при закачке дымовых газов.

3. Определены параметры с наибольшим влиянием на процесс циклической закачки дымовых газов.

4. Выполнена оценка свойств горной породы и органического флюида.

5. Выполнен обзор публикаций.

Проект с Пекинским Технологическим институтом (Китай) «Технология повышения нефтеотдачи нефтяных скважин на основе использования энергоемких материалов» совместно с кафедрами: кибернетики химико-технологических процессов, химии и технологии высокомолекулярных соединений.

В 2016 году:

Проект Российского фонда фундаментальных исследований «Исследование и математическое моделирование процессов функционирования биотопливного элемента на основе лакказы и глюкозодегидрогеназы» (соглашение № 16-08-01140). Данный проект проводится совместно с ИФХЭ РАН. В ходе этого проекта в 2016 году были получены следующие результаты:

1. Проведены экспериментальные лабораторные исследования по конструированию анода.

2. Разработана математическая модель адсорбции лакказы на углеродных материалах различной дисперсности.

Проект в рамках Российского научного фонда « Разработка новых конструкционных керамоматричных композитов на основе оксидов, армированных углеродными нанотрубками» (соглашение № 14-19-00522). Данный проект проводится совместно с двумя кафедрами РХТУ им. Д.И. Менделеева: кафедрой химии и технологии кристаллов и кафедрой химической технологии керамики и огнеупоров.В ходе этого проекта в 2016 году получены следующие результаты:

1. Разработана математическая модель и программный модуль для расчета искрового плазменного спекания композита на основе α - Al2O3, армированного УНТ и определены оптимальные режимы.

2. Разработана промышленная технологическая схема получения композитов на основе α - Al2O3 , армированных УНТ, методом свободного спекания в проточной среде аргона.

Проект Российского фонда фундаментальных исследований «Создание высокопроизводительного программного обеспечения для суперкомпьютерного моделирования новых материалов с заданными свойствами» (соглашение № 14-07-00960). В ходе выполнения этого проекта в 2016 году были проведены следующие работы на основе разработанных ранее в 2015 году программных модулей:

1) был осуществлен расчет:

– электронных свойств идеальных нанотрубок различной геометрии;

– электронных свойств нанотрубок с точечными дефектами замещения;

– электронных свойств нанотрубок, содержащих множественные дефекты замещения;

– электронных свойств нанотрубок, состоящих из атомов золота;

2) были изучены для роста алмазной пленки:

– процесс формирования кристаллической алмазной пленки методом CVD;

– влияние важнейших стадий на качество формирования алмазной пленки;

– влияние латеральных взаимодействий на формирование димерных рядов;

– влияния скоростей реакций миграции вниз на количество дефектов.

3) были рассчитаны для микропокрытий:

– кинетические параметры сахарного покрытия на таблетки;

– генерация пористого слоя покрытия;

– скорости полива, испарения влаги с поверхности пленки, диффузии в покрытии, кристаллизации в покрытии.

4) были определены для процесса формирования наночастиц оксида титана:

– кинетические параметры для двух механизмов агрегации OH – OH, OH – OR;

– преобладающего механизма агрегации;

– влияние pH, концентрации электролита на функцию распределения частиц по размерам и на средний размер;

– оптимальные соотношения для реагентов для получения наночастиц диоксида титана с размером 14-15 нм.

5) были рассчитаны для массопереноса в нанопоре мембраны:

- зависимости коэффициентов диффузии компонентов: аргона, водорода, метана от параметров: диаметра поры, температуры, давления в поре;

- оптимальные параметры для разделения смеси CH4 – H2.

Проект Российского фонда фундаментальных исследований «Экспериментальные и кинетические исследования, математическое моделирование углекислотной конверсии метана в мембранном реакторе с мембранным катализатором» (соглашение № 15-03-08183 совместно с кафедрой ХТУМ).

В ходе этого проекта в 2016 году получены следующие результаты:

1) на основе разработанных алгоритмов и блок-схем создан программный модуль для расчета химических превращений в нанопоре мембраны.

Проект Российского фонда фундаментальных исследований «Создание высокоактивных и стабильных катализаторов на основе нанотрубок и модифицированной платины для топливных элементов» (соглашение № 14-29-04026). Данный проект проводится совместно с ИФХЭ РАН.

В ходе этого проекта в 2016 году была разработана математическая модель процесса деградации с целью прогнозирования рабочего ресурса топливного элемента, которая включает в себя основные механизмы деградации платинового катализатора: электрохимическое растворение наночастиц платины, рост частиц за счет созревания Оствальда, миграцию частиц по углеродному носителю, коалесценцию мелких частиц, диффузию ионов платины в иономере и их уход в мембрану.

В 2015 году:

- Создание высокопроизводительного программного обеспечения для суперкомпьютерного моделирования новых материалов с заданными свойствами,
- Синтез методами вакуумного и искрового плазменного спекания и анализ свойств нанокомпозитов на основе керамических матриц,

армированных углеродными нанотрубками,
- Создание высокоактивных и стабильных катализаторов на основе нанотрубок и модифицированной платины для топливных элементов,
-Экспериментальные и кинетические исследования, математическое моделирование углекислотной конверсии метана в мембранном реакторе с мембранным катализатором.

Студенты кафедры ИКТ проходят обучение на промышленных суперкомпьютерах, занимаются моделированием различных процессов с использованием высокопроизводительных вычислений, изучают системы автоматизированного проектирования.

В 2014 году:

- Синтез методами вакуумного и искрового плазменного спекания и анализ свойств нанокомпозитов на основе керамических матриц, армированных углеродными нанотрубками,
- Создание высокопроизводительного программного обеспечения для суперкомпьютерного моделирования новых материалов с заданными свойствами,
- Создание высокоактивных и стабильных катализаторов на основе нанотрубок и модифицированной платины для топливных элементов,
- Проведение полного комплекса исследований по созданию энергоэффективного экологически безопасного энергетического комплекса малой мощности на основе электрохимического блока (топливного элемента) рекуперации отходящих газов производства углеродных нанотрубок.

В 2013 году:

- Разработка научных основ термогазохимического воздействия на нефтяные и газоконденсатные скважины с целью повышения компонентоотдачи и новых технологий утилизации попутных нефтяных газов,
- Разработка программно-информационного комплекса в области процессов химической технологии, водородной энергетики, наноиндустрии,
- Разработка процессов утилизации отходов фосфорной промышленности и ресурсосберегающих, гибких технологий получения широкого класса фосфоросодержащих продуктов. Разработка информационной системы для создания безотходных производств фосфоросодержащих продуктов,
- Разработка фундаментальных основ каталитического процесса получения углеродных нанотруб и водорода в непрерывных реакторах шнекового типа (производительностью 1 кг/час) с применением для разделения водородсодержащих газов каталитических материалов,
-Фундаментальные исследования каталитических систем и создание лабораторного образца высокопористого ячеистого катализатора с наноструктурированным покрытием для детоксикации отходящих газов, содержащих СО и оксиды азота,
- Проведение полного комплекса исследований по созданию энергоэффективного экологически безопасного энергетического комплекса малой мощности на основе электрохимического блока (топливного элемента) рекуперации отходящих газов производства углеродных нанотрубок.

В 2012 году:

-Создание программно-информационного комплекса для решения прикладных задач в нанотехнологиях, водородной энергетике, биоинформатике, нефтехимии и химической технологии,
- Создание программного информационного комплекса для получения катализаторов нового поколения,
- Разработка методов создания и исследование наноструктурированных электрокаталитических систем, с уменьшенным содержанием платины, при использовании новых типов носителей (нанотрубки, оксиды титана) и электродов ТЭ на их основе, оптимизированных путем моделирования процессов, с целью создания топливных элементов нового поколения, со сниженной стоимостью,
-Направленный синтез высокопористых и высокопроницаемых каталитических систем ячеистой структуры для процессов каталитической очистки сбросных газов химических и металлургических производств от СО, СН и NOx,
-Разработка программно-информационного комплекса в области процессов химической технологии, водородной энергетики, наноиндустрии,
- Разработка процессов утилизации отходов фосфорной промышленности и ресурсосберегающих, гибких технологий получения широкого класса фосфоросодержащих продуктов. Разработка информационной системы для создания безотходных производств фосфоросодержащих продуктов,
- Исследование и моделирование явлений, протекающих в порах при мембранном разделении,
- Разработка фундаментальных основ каталитического процесса получения углеродных нанотруб и водорода в непрерывных реакторах шнекового типа (производительностью 1 кг/час) с применением для разделения водородсодержащих газов каталитических материалов,
- Фундаментальные исследования каталитических систем и создание лабораторного образца высокопористого ячеистого катализатора с наноструктурированным покрытием для детоксикации отходящих газов, содержащих СО и оксиды азота,
- Организация школ «Юный программист» и «Юный физик» для учащихся средних школ Северо-Западного округа с целью проведения ранней профориентации школьников
- Разработка и исследование ячеечно-нейросетевых моделей для прогнозирования загрязнения воздуха типовыми техногенными источниками выбросов при нестационарных внешних условиях.

В 2011 году:

- Разработка программного обеспечения для расчетов в наноиндустрии,
- Разработка информационно-вычислительной системы параметрического анализа базовых моделей химической кинетики, термокинетики и макрокинетики,
- Создание программно-информационного комплекса для решения прикладных задач в нанотехнологиях, водородной энергетике, биоинформатике, нефтехимии и химической технологии,
-Создание программного информационного комплекса для получения катализаторов нового поколения,
-Разработка методов создания и исследование наноструктурированных электрокаталитических систем, с уменьшенным содержанием платины, при использовании новых типов носителей (нанотрубки, оксиды титана) и электродов ТЭ на их основе, оптимизированных путем моделирования процессов, с целью создания топливных элементов нового поколения, со сниженной стоимостью,
- Направленный синтез высокопористых и высокопроницаемых каталитических систем ячеистой структуры для процессов каталитической очистки сбросных газов химических и металлургических производств от СО, СН и NOx,
- Разработка программно-информационного комплекса в области процессов химической технологии, водородной энергетики, наноиндустрии,
- Разработка процессов утилизации отходов фосфорной промышленности и ресурсосберегающих, гибких технологий получения широкого класса фосфоросодержащих продуктов. Разработка информационной системы для создания безотходных производств фосфоросодержащих продуктов,
- Исследование и моделирование явлений, протекающих в порах при мембранном разделении,
- Разработка фундаментальных основ каталитического процесса получения углеродных нанотруб и водорода в непрерывных реакторах шнекового типа (производительностью 1 кг/час) с применением для разделения водородсодержащих газов каталитических материалов,
- Фундаментальные исследования каталитических систем и создание лабораторного образца высокопористого ячеистого катализатора с наноструктурированным покрытием для детоксикации отходящих газов, содержащих СО и оксиды азота.

В 2010 году:

- Комплексные исследования в области создания и перспектив применения нового поколения полимерных нанокомпозиционных материалов, модифицированных углеродными нановолокнами, слоистыми алюмосиликатами,
- Исследование химического взаимодействия продуктов горения смесевых твердотопливных композиций с различными породами нефтегазовых месторождений в условиях обработки скважин твердотопливными газогенераторами,
- Разработка и создание экспериментального образца установки непрерывного действия для получения углеродных нанотруб из углеводородного сырья с участием научных организаций Франции,
- Разработка программного обеспечения для расчетов в наноиндустрии,
- Разработка информационно-вычислительной системы параметрического анализа базовых моделей химической кинетики, термокинетики и макрокинетики,
- Исследование физико-химического воздействия продуктов горения энергетических материалов на состояние призабойной зоны пласта и продуктивность малодебитных нефтяных скважин,
- Создание программно-информационного комплекса для решения прикладных задач в нанотехнологиях, водородной энергетике, биоинформатике, нефтехимии и химической технологии,
- Создание программного информационного комплекса для получения катализаторов нового поколения.