The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования является анион-обменные мембраны с высокой проводимостью гидроксид ионов. А также будут рассмотрены различные катионные функциональные группы в качестве модификатора для полимеров. Глубокие эвтектические растворы будут изучены для иммобилизации в полимерной матрице.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектісі гидроксид иондарының өткізгіштігі жоғары анион алмасу мембраналары болып табылады. Сондай-ақ полимерлер үшін модификатор ретінде әртүрлі катиондық функционалды топтар қарастырылады. Терең эвтектикалық ерітінділер полимерлі матрицада иммобилизациялау үшін зерттелетін болады.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является рациональный дизайн и разработка полимерной мембраны на основе катионного полимера и ГЭР с высокой химической и механической стабильностью и высокой ионной проводимостью для топливных элементов путем многомасштабного моделирования и оптимизации методов изготовления.

Aim of work (in Kazakh) : Ағымдағы жобаның мақсаты – көп масштабты модельдеу және дайындау әдістерін оңтайландыру арқылы анион алмасу мембранасының отын жасушалары үшін жоғары химиялық және механикалық тұрақтылығы және жоғары иондық өткізгіштігі бар ТЭЕ қосылған полимерлі мембрананы ұтымды жобалау және дамыту.

Методы исследования (на русском) : Для получения мембран были примененны методы как химическое сшивание и химическая модификация. Мембраны были получены методами заливки, электроспиннинг. Для характеризации синтезированных полимеров применялись различные методы: ИКС и ренгеноструктурный анализ для исследования структурных свойств полимерных материалов. В нашу работу включены следующие классические примеры типичных моделей АОМ.

Методы исследования (на казахском) : Мембраналарды алу үшін химиялық тігу және химиялық модификация сияқты әдістер қолданылды. Мембраналар құю, электроспиндеу әдістерімен алынды. Синтезделген полимерлерді сипаттау үшін әртүрлі әдістер қолданылды: полимер материалдарының құрылымдық қасиеттерін зерттеу үшін ИҚ және рентгендік дифракциялық талдау. Үлгілердің термиялық тұрақтылығы термогравиметриялық талдаудың көмегімен талданды. Типтік AАM модельдерінің келесі классикалық мысалдары жұмысымызға енгізілген.

Obtained results and novelty (in Russian) : Получены однородные нановолокна с диаметром 300-400 нм. Выполнены расчеты переходного состояния B3LYP DFT для изучения влияния гидратации на химическую стабильность головных групп QA на основе тетраметиламмония с помощью программного обеспечения Gaussian16. Здесь уровни гидратации 0 и 1 были выбраны для изучения реакции разложения, основанной на нуклеофильном замещении и образовании илида, для головных групп QA на основе тетраметиламмония в присутствии гидроксид-иона в качестве агрессивного нуклеофила. В результате было установлено, что энергия активации реакции образования илида головной группы тетраметиламмония составила 16,95 кДж/моль, а энергия активации нуклеофильного замещения головной группы тетраметиламмония составила 48,18 кДж/моль. Можно отметить, что при уровне гидратации 0 механизм образования илида преобладает над реакцией нуклеофильного замещения. Однако на уровне гидратации 1 энергия активации реакции образования илида головной группы тетраметиламмония составляла 70,73 кДж/моль, тогда как энергия активации нуклеофильного замещения головной группы тетраметиламмония составляла 66,46 кДж/моль. При этом результаты подразумевают, что реакции образования илида и нуклеофильного замещения имеют одинаковый вклад в деградацию головной группы тетраметиламмония в присутствии гидроксид-иона.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Диаметрі 300-400 нм біртекті наноталшықтар алынды. Gaussian16 бағдарламалық құралын енгізу арқылы гидратацияның тетраметиламмоний негізіндегі QA бас топтарының химиялық тұрақтылығына әсерін зерттеу үшін B3LYP DFT ауысу күйінің есептеулері орындалды. Мұнда гидратация деңгейі 0 және 1 агрессивті нуклеофил ретінде гидроксид ионының қатысуымен тетраметиламмоний негізіндегі QA бас топтары үшін нуклеофильді алмастыру және иллид түзілуіне негізделген деградация реакциясын зерттеу үшін таңдалған. Нәтижесінде тетраметиламмоний бас тобының иллид түзілу реакциясы үшін активтену энергиясы 16,95 кДж/моль, ал тетраметиламмоний бас тобының нуклеофильді орын басу үшін активтену энергиясы 48,18 кДж/моль екені анықталды. Гидратацияның 0 деңгейінде нуклеофильді орын басу реакциясына қарағанда иллид түзілу механизмі басымырақ болатынын атап өтуге болады. Алайда, гидратацияның 1 деңгейінде тетраметиламмоний бас тобының иллид түзілу реакциясы үшін активтену энергиясы 70,73 кДж/моль болды, ал тетраметиламмоний бас тобының нуклеофильді орын басу үшін активтену энергиясы 66,46 кДж/моль болды. Бұл жерде алынған нәтижелер гидроксид ионының қатысуымен тетраметиламмоний бас тобының ыдырауына.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики: Полученные расчётные результаты показали высокую химическую стабильность функциональных групп, а также проведен систематический расчет, моделирование и симуляция ионной проводимости мембраны по теории функций плотности. Полученная мембрана после интеграции с ГЭР была химически стабильна на протяжении 30 дней в щелочной среде и сохраняла механическую стабильность при механическом напряжении 0,4 MPa, но при большем растяжении, чем непропитанная мембрана.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі конструкциялық, технологиялық және техникалық-пайдалану сипаттамалары: Есептелген нәтижелер функционалдық топтардың жоғары химиялық тұрақтылығын көрсетті, сонымен қатар тығыздық функциялары теориясы бойынша мембрананың иондық өткізгіштігін жүйелі есептеу, модельдеу және модельдеу. DES-пен біріктірілгеннен кейін алынған мембрана сілтілі ортада 30 күн бойы химиялық тұрақты болды және механикалық тұрақтылықты 0,4 МПа механикалық кернеуде, дегенімен қанықпаған мембранаға қарағанда жоғары ұзарту кезінде сақтады.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено.

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген.

Efficiency (in Russian) : Эффективность работы состоит в получении научных результатов по повышению устойчивости анион обменной мембраны путем использования ГЭР, а также в разработке методов характеризации.

Efficiency (in Kazakh) : Жұмыстың маңыздылығы ТЭС көмегімен анион алмасу мембранасының тұрақтылығын арттыру бойынша ғылыми нәтижелер алуда, сонымен қатар сипаттау әдістерін жасауда.

Field of application (in Russian) : Область применения: возобновляемая энергетика, преобразование энергии от возобновляемых источников тока, новые материалы.

Field of application (in Kazakh) : Қолдану аясы: жаңартылатын энергия, жағартылатын тоқ көздерінен алынатын энегияны түрлендіру, жаңа материалдар.