The object of research, development or design (in Russian) : наноструктурированные материалы на основе оксидов металлов (Zn, Co, Ni).

The object of research, development or design (in Kazakh) : металл оксидтері (Zn, Co, Ni) негізіндегі наноқұрылымдалған материалдар.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является развитие методов синтеза и исследование свойств, полученных наноструктурированных материалов на основе оксидов металлов и углеродных материалов, создание на основе полученных материалов опытных образцов электродов суперконденсаторов для систем хранения энергии, фотоэлектрохимических электродов для проведения фотохимических реакций, и фотокатализаторов для фотостимулированного разложения органических веществ.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты металл оксидтері мен көміртекті материалдар негізінде алынған наноқұрылымдалған материалдардың синтездеу әдістерін дамыту және қасиеттерін зерттеу, алынған материалдар негізінде энергияны сақтау жүйелеріне арналған суперконденсаторлардың электродтарының, фотохимиялық реакциялар жүргізуге арналған фотоэлектрохимиялық электродтардың және органикалық заттардың фотостимуляцияланған ыдырауы үшін фотокатализаторлардың тәжірибелік үлгілерін жасау болып табылады.

Методы исследования (на русском) : электронная микроскопия, оптическая спектроскопия, рамановское рассеяние, рентгеновская дифракция, электрохимические измерения.

Методы исследования (на казахском) : электрондық микроскоп, оптикалық спектроскопия, раман шашырауы, рентгенді дифракция, электрохимияық өлшеулер.

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе выполнения НИР получены следующие научные результаты: 1) Отработаны методы получения электродов без связующего на основе синтеза наноструктур NiCo2O4 (NiCoO) и NiCo2S4 (NCS) на пористой никелевой (NF) пене гидротермальным методом. Определено эффективное время гидротермального синтеза для получения пористых электродов NCS/NF с высокой удельной ёмкостью (8.1 Ф/см2 при плотности тока 0.5 А/г) и высокой массовой нагрузкой (~10мг/см2). 2) Лабораторный прототип гибридного устройства был собран с использованием NCS/NF в качестве анода и электрода из активированного угля в качестве катода. Устройство продемонстрировало максимальное рабочее напряжение 1.75 В и электрохимические характеристики несмотря на относительно большую массовую нагрузку (~20 мг/см2). Конденсатор также демонстрирует высокую долговременную циклическую стабильность: сохраняет емкость 95% в течение 10 000 циклов зарядки/разрядки. 3) Обнаружен положительный эффект нанесения оксида кобальта на поверхность оксида цинка, а именно улучшение фототока показал 3.46 мА/см2 для ZnO/Co3O4, тогда как исходный ZnO продемонстрировал плотность фототока 0.8 мА/см2 при 1.23 В. Повышение фотоэлектрохимических характеристик объясняется формированием p-n переходов внутри наноструктур ZnO/Co3O4.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : ҒЗЖ жасау барысында келесі ғылыми нәтижелер алынды: 1) Гидротермалды әдіспен байланыстырғышсыз кеуекті никель көбігінде (NF) NiCo2O4 (NiCoO) және NiCo2S4 (NiCoS) наноқұрылымдарын синтездеу әдістері өңделді. Меншікті сиымдылығы жоғары (0.5 А/г ток тығыздығында 8.1 Ф/см2) және массалық жүктемесі жоғары (~10мг/см2) кеуекті NCS/NF электродтарын алу үшін гидротермалды синтездің тиімді уақыты анықталды. 2) Гибридті құрылғының зертханалық прототипі анод ретінде NCS/NF және катод ретінде белсендірілген көмір электродын қолдана отырып жиналды. Құрылғы салыстырмалы түрде үлкен массалық жүктемеге (~20 мг/см2) қарамастан 1.75 В жоғары жұмыс кернеуін және электрохимиялық сипаттамасын көрсетті. Сондай-ақ, конденсатор жоғары ұзақ мерзімді циклдік тұрақтылықты көрсетеді: 10 000 зарядтау/разрядтау циклі үшін 95% сыйымдылықты сақтайды. 3) Кобальт оксидін мырыш оксидінің бетіне отырғызудың оң әсері анықталды, атап айтқанда фототоктың жақсаруы ZnO/Co3O4 үшін 3.46 мА/см2 көрсетті, ал бастапқы ZnO 1.23 В фототок тығыздығы 0.8 мА/см2 көрсетті. Фотоэлектрохимиялық сипаттамалардың жоғарылауы ZnO/Co3O4 наноқұрылымдарының ішінде p-n ауысуларының қалыптасуымен түсіндіріледі.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные и технико-экономические показатели: наноразмерность, а также пористая структура полученных электродов, комбинация двух разных материалов позволяют повысить эффективность гибридных устройств для хранения и преобразования энергии.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : наносөлшемді, сонымен қатар алынған электродтардың кеуекті құрылымы, екі түрлі материалдың қосындысы энергияны сақтауға және түрлендіруге арналған гибридті құрылғылардың тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : нет

Level of implementation (in Kazakh) : жоқ

Efficiency (in Russian) : Эффективность научного проекта достаточно высока. По итогам научно-исследовательской работы все поставленные задачи и цели достигнуты. Результаты работы опубликованы в научно рецензируемых журналах, что способствует обмену знанием с научным сообществом и продвижению науки. Участие в международной конференции «European materials research society spring meeting 2023» во Франции позволило найти коллабораторов для дальнейших работ. Правильное распоряжение ресурсов, закуп оборудование обеспечили эффективное продвижение проекта. Привлечение молодых магистрантов, докторантов позволило получить им опыт и квалификацию в научной сфере.

Efficiency (in Kazakh) : Ғылыми жобаның тиімділігі жеткілікті дәрежеде жоғары. Ғылыми-зерттеу жұмысының қорытындысы бойынша қойылған барлық міндеттер мен мақсаттарға қол жеткізілді. Жұмыстың нәтижелері ғылыми рецензияланған журналдарда жарияланды, бұл ғылыми қоғамдастықпен білім алмасуға және ғылымды ілгерілетуге ықпал етеді. Францияда өткен "European materials research society spring meeting 2023" халықаралық конференциясына қатысу одан әрі жұмыс істеу үшін коллабораторлар табуға мүмкіндік берді. Ресурстарды дұрыс басқару, жабдықты сатып алу жобаны тиімді дамытуды қамтамасыз етті. Жас магистранттарды, докторанттарды тарту оларға ғылыми салада тәжірибе мен біліктілік алуға мүмкіндік берді.

Field of application (in Russian) : электрохимическое хранение энергии, фотоэлектрохимическое разложение воды.

Field of application (in Kazakh) : электрохимиялық энергияны сақтау, судың фотоэлектрохимиялық ыдырауы.