The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются новые пористые металлокерамики на основе Ni-Al сплава и оксида церия допированного гадолинием (CGO), синтезированного методом теплового взрыва.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектісі термиялық жарылыс әдісімен синтезделген Ni-Al қорытпасы және гадолиний қосылған церий оксиді (CGO) негізіндегі жаңа кеуекті металлокерамика болып табылады.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является разработка и синтез новой пористой металлокерамики в форме Ni-Alсплава (с учетом добавки наноразмерного порошка CGO) для использования в качестве несущей основы ТОТЭ. Впервые исследуется влияние катода (в виде многослойной наноразмерной микроструктуры LSC/CGO/LSC) и создается новый трехслойный электролит GDC-YSZ-GDC из оксида церия, допированного гадолинием методом магнетронного распыления.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты - қатты оксидті отын элементтері (ҚООЭ) үшін тіреуіш негізі ретінде пайдалану мақсатында Ni-Al қорытпасы (наноөлшемді CGO ұнтағын қосуды ескере отырып) түріндегі жаңа кеуекті металлокерамиканы әзірлеу және синтездеу. Алғаш рет катодтың әсері (LSC/CGO/LSC көп қабатты наноөлшемді микроқұрылым түрінде) зерттеліп, магнетронды шашырату арқылы гадолиниймен легирленген церий оксидінен жаңа үш қабатты электролит GDC-YSZ-GDC жасалады.

Методы исследования (на русском) : Для исследования процесса формирования пористой металлокерамики на основе Ni-Al сплава и оксида церия допированного гадолинием (CGO), будет использован метод теплового взрыва. Трехслойный электролит GDC-YSZ-GDC и многослойная структура LSC/CGO/LSC наноразмерного катодного слоя ТОТЭ с различными толщинами будет создан методом магнетронного распыления

Методы исследования (на казахском) : Ni-Al қорытпасы және гадолиний қосылған церий оксиді (CGO) негізіндегі кеуекті металлокерамикасының түзілу процесін зерттеу үшін термиялық жарылыс әдісі қолданылады. GDC-YSZ-GDC үш қабатты электролит және LSC/CGO/LSC көпқабатты құрылымы әртүрлі қалыңдықтағы ҚООЭ наноөлшемді катод қабатының магнетронды шашырату әдісімен жасалады.

Obtained results and novelty (in Russian) : Синтезирован металлокерамическая основа Ni-Al-CGO для ТОТЭ. Продукт синтеза системы Ni + 20 вес.%Al представлял собой пористый материал из спеченных гранул с трехслойной структурой, состоящей из ядра (твердый раствор на основе никеля), окруженного двумя слоями из интерметаллидов с разным содержанием алюминия. При добавке CGO в исходную смесь трехслойная структура гранул сохранялась, а наночастицы CGO растворялись в среднем и внешнем слоях спеченных гранул. Рентгенофазовый анализ показал, что синтезированные составы с добавкой CGO состоят из композиции фаз: Ni2Al3, NiAl, Ni3Al, Ni и CGO и для приведения состава к равновесному состоянию необходим вакуумный отжиг образцов при температуре 1100°С. Новизной проекта является создание новой пористой металлокерамики на основе Ni-Al сплава и оксида церия, допированного гадолинием (CGO) и изучение влияния катода, формируемого в виде многослойной наноразмерной структуры LSC/CGO/LSC, а также создание трехслойного электролита GDC-YSZ-GDC из оксида церия, допированного гадолинием методом магнетронного распыления для ТОТЭ.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : ҚООЭ үшін Ni-Al-CGO металлокерамикалық негіз синтезделді. Ni + 20 wt.%Al жүйесінің синтезінің өнімі алюминий құрамы әртүрлі интерметалдық қосылыстардың екі қабатымен қоршалған ядродан (никель негізіндегі қатты ерітінді) тұратын үш қабатты құрылымы бар агломерацияланған түйіршіктердің кеуекті материалы болды. Бастапқы қоспаға CGO қосылған кезде түйіршіктердің үш қабатты құрылымы сақталды, ал CGO нанобөлшектері агломерленген түйіршіктердің ортаңғы және сыртқы қабаттарында ерітілді. Рентгендік фазалық талдау CGO қосылған синтезделген композициялар: Ni2Al3, NiAl, Ni3Al, Ni және CGO фазалардан тұратынын және композицияны тепе-теңдік күйге келтіру үшін үлгілерді 1100°C температурада күйдіру қажет. Жобаның жаңалығы – Ni-Al қорытпасы мен гадолиний қосылған церий оксиді (CGO) негізінде жаңа кеуекті металлокерамика жасау және көп қабатты наноөлшемді құрылым түрінде түзілген катодтың LSC/CGO/LSC әсерін зерттеу, сондай-ақ ҚООЭ үшін магнетронды шашырату арқылы гадолиниймен легирленген церий оксидінен үш қабатты GDC-YSZ-GDC электролитін жасау.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В отличие от этих традиционных методов, электрохимический процесс, который применяется в топливных элементах, предоставляет возможность прямого преобразования энергии топлива, такого как водород, природный газ и бензин, в электрическую энергию без необходимости горения. Это позволяет достичь более высокой эффективности в использовании энергии топлива, достигая значительного КПД в диапазоне от 70% до 90%. Важно отметить, что этот процесс не приводит к выбросу вредных веществ в атмосферу. Таким образом, разработка и внедрение данной технологии способствует чистому производству электроэнергии в Казахстане, принося пользу как с экологической, так и с экономической точек зрения.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Осы дәстүрлі әдістерден айырмашылығы, отын элементтерінде қолданылатын электрохимиялық процесс сутегі, табиғи газ және бензин сияқты отынның энергиясын жануды қажет етпестен тікелей электр энергиясына айналдыру мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Бұл 70%-дан 90%-ға дейінгі аралықта айтарлықтай тиімділікке қол жеткізе отырып, отын энергиясын пайдалануда жоғары тиімділікке қол жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл процесс зиянды заттардың атмосфераға шығарылмайтынын ескерген жөн. Осылайша, бұл технологияны әзірлеу және енгізу Қазақстандағы электр энергиясын таза өндіруге септігін тигізіп, экологиялық жағынан да, экономикалық тұрғыдан да пайда әкеледі.

Level of implementation (in Russian) : Внедрение не предусмотрено

Level of implementation (in Kazakh) : Іске асыру қамтамасыз етілмеген

Efficiency (in Russian) : Результаты проекта в будущем заложат фундаментальные основы новых тонкопленочных ТОТЭ в Казахстане – с перспективой коммерциализации. Это обеспечит переход к современным промышленным технологиям производства. На практике, разработка удешевленных тонкопленочных ТОТЭ с казахстанским содержанием – решает проблему использования новых высокоэффективных энерго-источников.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның нәтижелері болашақта коммерцияландыру перспективасымен Қазақстандағы жаңа жұқа қабықшалы ҚООЭ үшін іргелі негіз қалайды. Бұл заманауи өнеркәсіптік өндіріс технологияларына көшуді қамтамасыз етеді. Тәжірибеде қазақстандық мазмұны бар арзанырақ жұқа қабықшалы ҚООЭ әзірлеу жаңа жоғары тиімді энергия көздерін пайдалану мәселесін шешеді.

Field of application (in Russian) : Полученные в рамках этого проекта результаты будут последующим использоваться при разработке и производстве маломощных энергетических установок, предназначенных для автономных систем обеспечения электроэнергией и теплом. Эти самостоятельные стационарные установки могут быть широко применены для обеспечения электроэнергией и тепловой энергией отдельных населенных пунктов, удаленных районов, сельскохозяйственных ферм, частных домов, медицинских учреждений, супермаркетов и других объектов.

Field of application (in Kazakh) : Осы жоба аясында алынған нәтижелер кейіннен электрмен және жылумен қамтамасыз етудің автономды жүйелеріне арналған аз қуатты электр станцияларын әзірлеуде және өндіруде пайдаланылатын болады. Бұл дербес стационарлық қондырғыларды жеке елді мекендерді, шалғай елді мекендерді, ауыл шаруашылығы шаруашылықтарын, жеке тұрғын үйлерді, медициналық мекемелерді, супермаркеттер мен басқа да нысандарды электр және жылумен қамтамасыз ету үшін кеңінен пайдалануға болады.