Inventory number IRN Number of state registration
0323РК00756 AP13067625-KC-23 0122РК00046
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 24620392.4 AP13067625
Name of work
Синтез и исследование композитных аэрогелей на основе оксида графена и максенов (MXene) для литий-серных батарей
Type of work Source of funding Report authors
Applied Султанов Фаиль Разифович
0
1
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) Нет
Full name of the service recipient
Частное учреждение "National Laboratory Astana"
Abbreviated name of the service recipient National Laboratory Astana
Abstract

Объектом исследования является композит на основе ГА/MXene, служащий в качестве проводящей матрицы для иммобилизации серы и формирования композитных серных катодов.

Зерттеу объектісі ретінде күкіртті иммобилизациялау және композиттік күкірт катодтарын қалыптастыру үшін өткізгіш матрица ретінде қызмет ететін rGO/Mxene композиттік материалы болып табылады.

Цель работы заключается в разработке композитных катодных материалов на основе rGO/MXene@S с исследованием их физико-химических и электрохимических характеристик.

Жұмыстың мақсаты rGO/MXene@S композиттік катодты материалдарын әзірлеу және олардың физика-химиялық және электрохимиялық сипаттамаларын зерттеу.

Для исследования морфологических характеристик разработанных катодных материалов применяли сканирующую и просвечивающую микроскопии; методами ИК, Раман, рентгеновской фотоэлектронной и энергодисперсионной спектроскопий, ренгенофазового анализа были определены фазовый, химический и функционально-групповой составы; методом термогравиметрического анализа было определено содержание серы иммобилизированной в структуру Mхenе, а также термические характеристики. Также были исследованы электрохимические характеристики разработанных катодов.

Әзірленген катодты материалдардың морфологиялық сипаттамаларын зерттеу үшін Сканерлеуші және трансмиссиялық микроскопиялар қолданылды; ИК, Раман, рентгендік фотоэлектрондық және энергодисперсиялық спектроскопиялар, рентгендік фазалық талдау әдістерімен фазалық, химиялық және функционалдық-топтық құрамдар анықталды; термогравиметриялық талдау әдісімен Мхепе құрылымына иммобилизацияланған күкірттің құрамы, сондай-ақ термиялық сипаттамалары анықталды. Сонымен қатар, жетілдірілген катодтардың электрохимиялық сипаттамалары да зерттелді.

Были разработаны композитные катодные материалы на основе rGO/MXene@S, исследованы их химический и функционально-групповой состав, морфологические и микроструктурные характеристики, количество осажденной серы и электрохимические параметры. Новизна исследования заключается в разработке композита на основе MХenе и восстановленного оксида графена в виде трехмерного графенового аэрогеля, служащего в качестве матрицы для иммобилизации серы и формирования катодов. Добавление восстановленного оксида графена способно значительно увеличить количество загружаемой серы в виду его высокой удельной площади поверхности и пористости, а также улучшить электрохимические показатели разработанных полуячеек. При этом MХenе служит в качестве добавки усиливающей полярность композита и его способность химически взаимодействовать с серой и ее продуктами, формируемыми в ходе электрохимической реакции, что в совокупности улучшает стабильность работы ячеек.

rGO/MXene@S негізделген композиттік катодты материалдар әзірленді, олардың химиялық және функционалдық-топтық құрамы, морфологиялық және микроқұрылымдық сипаттамалары, тұндырылған күкірттің мөлшері және электрохимиялық параметрлері зерттелді. Зерттеудің жаңалығы күкіртті иммобилизациялау және композиттік күкірт катодтарын қалыптастыру үшін өткізгіш матрица ретінде қызмет ететін MXene және тотықсыздандырылған графен оксиді композициясына негізделген үш өлшемді аэрогелді дайындау болып табылады . Тотықсызданған графен оксидін қосу жоғары меншікті бетінің ауданы мен кеуектілігін себепті жүктелінетін күкірт мөлшерінің артуына септігін тигізеді, сондай-ақ литий-күкіртті батарейкалардың электрохимиялық көрсеткіштерін жақсартуға қабілетті. MXene композиттің полярлығын және оның электрохимиялық реакция кезінде түзілетін күкіртпен және оның өнімдерімен химиялық әрекеттесу қабілетін арттыратын қоспа ретінде қызмет етеді, жәнеде бұл өз кезегінде батарейкалардың тұрақтылығын жақсартады.

Не предусмотрено

Не предусмотрено

Литий-серные батареи обладают емкостью в 3-5 раз выше чем у литий-ионных батарей, способны запасать в себе до 350 Вт ч на 1 кг массы энергии, безопасны как для людей, так и для экологии, а также их стоимость на 30% дешевле стандартных аккумуляторов. Разработки в области батарей нового поколения является значимым для экономически-индустриального развития страны в различных областях: от создания малых устройств и гаджетов до крупных систем, таких как ветряные и солнечные электростанции, автомобили и.т.д.

Литий-күкірт батареяларының сыйымдылығы литий-ионды батареяларға қарағанда 3-5 есе жоғары, 1 кг энергия массасына 350 Вт сағ дейін сақтай алады, адамдар үшін де, экология үшін де қауіпсіз, сонымен қатар олардың құны стандартты батареяларға қарағанда 30% арзан. Жаңа буын батареяларын дамыту елдің экономикалық және индустриялық дамуы үшін әр түрлі салаларда маңызды: шағын құрылғылар мен гаджеттерді жасаудан бастап жел және күн электр станциялары, автомобильдер және т. б. сияқты ірі жүйелерге дейін.

UDC indices
621.351, 541.136
International classifier codes
44.41.29; 55.38.00;
Key words in Russian
Литий-серные батареи; сера; оксид графена; MXene; модифицированный сепаратор; эффект полисульфидного «шаттла».;
Key words in Kazakh
Литий күкірт батареялары; күкірт; графен оксиді; MXene; модификацияланған бөлгіш; полисульфидті "шаттл" эффектісі;
Head of the organization Сарбасов Дос Джурмаханбет Ph.D. Biochemistry and Molecular Biology / Ph.D.
Head of work Султанов Фаиль Разифович PhD / Ассоциированный профессор