The object of research, development or design (in Russian) : Анодные материалы на основе металл-органических соединений

The object of research, development or design (in Kazakh) : Металл-органикалық қосылыстар негізіндегі анодтық материалдар

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является разработка и исследование новых анодных материалов на основе металл-органических соединений (MOF), обладающих собственной проводимостью, с высокой удельной емкостью, мощностью и стабильностью. Такие электроды будут служить основой для создания энергоемких металл-ионных аккумуляторов.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты меншікті өткізгіштігі бар, жоғары меншікті сыйымдылығы, қуаты және тұрақтылығы бар металл-органикалық қосылыстары (MOF) негізінде жаңа анодты материалдарды әзірлеу және зерттеу болып табылады. Мұндай электродтар энергияны көп қажет ететін металл-иондық аккумуляторларды құруға негіз болады.

Методы исследования (на русском) : Рентгенофазовый анализ, ИК-спектроскопия, Рамановская спектроскопия, Сканирующая электронная микроскопия, Термогравиметрический анализ.

Методы исследования (на казахском) : Рентгендік фазалық талдау, Инфрақызыл спектроскопиясы, Раман спектроскопиясы, Сканерлеуші электронды микроскопия, Термогравиметриялық талдау

Obtained results and novelty (in Russian) : Для получения заданной структуры МОФ-74 Mn2(DSBDC) были использованы сольвотермический метод, термический метод и метод соосаждения. Выяснилось, что метод соосаждения, который привел к синтезу Mn2(DSBDC), требует очень осторожного подхода к выбору прекурсоров (соли металла) и их обводненности. В свою очередь, метод термического синтеза оказался совершенно непригодным для формирования фазы Mn2(DSBDC). Также синтез был проведен с использованием гидротермального реактора. При варьировании температуры синтеза было выявлено, что фаза Mn2(DSBDC) образуется при температуре 120 oC. В целях идентификации структуры был проведен рентгенофазовый анализ. Дифрактограмма показывает характерные пики, которые полностью соответствуют фазе Mn2(DSBDC). Термогравиметрический анализ показал термическую стабильность образца вплоть до 228 oC. После проведения физико-химических методов исследования с синтезированными образцами (MgMOF-74, ZnMOF-74, CuMOF-74) были изготовлены анодные электродные материалы. Наилучшие электрохимические характеристики показал электродный материал ZnMOF-74, изготовленный в соотношении 65/25 (раб.материал/проводящая добавка), его практическая емкость на 5 цикле составила 180 мАч.г-1. Согласно кривым заряда/разряда в данном случае реализуется два механизма накопления заряда, как емкостной, так и интеркаляционный.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Берілген MOF-74 Mn2(DSBDC) құрылымын алу үшін сольвотермиялық әдіс, термиялық әдіс және тұндыру әдісі қолданылды. Mn2(DSBDC) синтезіне әкелген тұндыру әдісі прекурсорларды (металл тұздары) таңдауға және олардың сулануына өте мұқият қарауды қажет ететіні анықталды. Өз кезегінде термиялық синтез әдісі Mn2(DSBDC) қалыптастыру үшін мүлдем жарамсыз болып шықты. Сондай-ақ, синтез гидротермиялық реактордың көмегімен жүргізілді. Синтез температурасының өзгеруімен Mn2(DSBDC) 120 oC температурада түзілетіні анықталды. Құрылымды сәйкестендіру мақсатында рентгендік фазалық талдау жүргізілді. Дифрактограмма Mn2 фазасына(DSBDC) толық сәйкес келетін тән шыңдарды көрсетеді. Термогравиметриялық талдау үлгінің термиялық тұрақтылығын 228 oC дейін көрсетті. Синтезделген үлгілермен (MgMOF-74, ZnMOF-74, CuMOF-74) зерттеудің физика-химиялық әдістерін жүргізгеннен кейін анодты электрод материалдары жасалды. Ең жақсы электрохимиялық өнімділікті 65/25 қатынасында жасалған znmof-74 электрод материалы көрсетті (құл.материал / өткізгіш қоспа), оның практикалық сыйымдылығы 5 циклде 180 мАчг-1. Заряд/разряд қисықтарына сәйкес, бұл жағдайда сыйымдылықты да, интеркаляцияны да екі зарядты сақтау механизмі жүзеге асырылады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Благодаря большой площади поверхности (816-1495 м2/г) и наличию электрохимически активных центров полученные электроды будут обладать как емкостным, так и интеркаляционным механизмами накопления заряда, что позволит оптимизировать удельную мощность и плотность энергии устройства.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Үлкен бетінің ауданы (816-1495 м2/г) және электрохимиялық белсенді орталықтардың болуына байланысты алынған электродтар зарядтың жинақталуының сыйымдылық және интеркаляция механизміне ие болады, бұл құрылғының меншікті қуаты мен энергия тығыздығын оңтайландыруға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : не внедрен

Level of implementation (in Kazakh) : жүзеге асырылмаған

Efficiency (in Russian) : Группа материалов при оптимизации их процессов синтеза, детальном исследовании и понимании процесса накопления заряда в них является перспективной заменой коммерциализованным продуктам и должна превзойти используемые их по удельным емкости и мощности.

Efficiency (in Kazakh) : Олардың синтездеу процестерін оңтайландырудағы материалдар тобы, олардағы зарядтың жинақтау процесін егжей-тегжейлі зерттеу және түсіну коммерцияланған өнімдерді ауыстыру перспективті болып табылады және меншікті сыйымдылығы мен қуаты бойынша пайдаланылатындардан асып түсуі керек.

Field of application (in Russian) : Достигнутые научные результаты могут быть использованы в области производства батарей, особенно в области металл-ионных аккумуляторов.Возможными потребителями результатов являются АО «Казатомпром» и «Астана Солар», являющейся крупнейшей организацией в Казахстане, объединяющая солнечные батареи по всей стране, и другие организации

Field of application (in Kazakh) : Қол жеткізілген ғылыми нәтижелерді аккумулятор өндірісінде, әсіресе металл-иондық аккумуляторлар саласында қолдануға болады. Нәтижелердің ықтимал тұтынушылары «Қазатомөнеркәсіп» АҚ және бүкіл республика бойынша күн батареяларын біріктіретін Қазақстандағы ең ірі ұйым болып табылатын Astana Solar және басқа да ұйымдар.