The object of research, development or design (in Russian) : Электродные материалы на основе МОФ-74 для металл-ионных аккумуляторов

The object of research, development or design (in Kazakh) : Металл-ионды аккумуляторларға арналған МОФ-74 негізіндегі электродтық материалдар.

Aim of work (in Russian) : Разработка и исследование новых анодных материалов на основе металл-органических соединений (MOF), обладающих собственной проводимостью, с высокой удельной емкостью, мощностью и стабильностью

Aim of work (in Kazakh) : Меншікті электр өткізгіштікке, жоғары меншікті сыйымдылыққа, қуаттылыққа және тұрақтылыққа ие металл-органикалық қосылыстар (MOF) негізінде жаңа анодтық материалдарды әзірлеу және зерттеу

Методы исследования (на русском) : Рентгеноструктурный анализ, рентгенофазовый анализ, ИК-спектроскопия, сканирующая электронная микроскопия, термогравиметрический анализ, циклическая вольтамперометрия, гальваностатическое циклирование, импедансная спектроскопия.

Методы исследования (на казахском) : Рентгенқұрылымдық талдау, рентгенофазалық талдау, ИҚ-спектроскопия, сканерлеуші электронды микроскопия, термогравиметриялық талдау, циклдік вольтамперометрия, гальваностатикалық циклдеу, импеданстық спектроскопия

Obtained results and novelty (in Russian) : - Оптимизированы методики синтеза металл-органических структур МОФ-74 на основе Zn, Mg и Mn. Впервые было определено строение кислоты H4DOBDC, а также синтезирована кислота H4DSBDC, из которой получен МОФ-74 (Mn2DSBDC). - Осуществлен синтез трех новых фаз: ZnDOBDC(H2O)2, Zn2.5DOBDC и Zn2DOBDC×1.5H2O в ходе исследования синтеза Zn-MOF-74 в растворителе ТГФ. Продемонстрировано, что выбор растворителя и температура влияют на формирование фаз, в системе ТГФ/H2O ZnDOBDC(H2O)2 формируется при низких температурах, а Zn2.5DOBDC появляется при более высоких температурах. Zn2DOBDC×1.5H2O формируется в чистом ТГФ. - Исследован потенциал ZnMOF-74 в качестве анодного материала для литий-ионного аккумулятора. С помощью циклической вольтамперометрии и гальваностатического циклирования выявлены окислительно-восстановительные процессы, связанные с образованием интерметаллидов LiZn. При длительном циклировании материал показал стабильную обратимую емкость, составляющую 67 мАч/г.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : - Zn, Mg және Mn негізіндегі МОФ-74 металл-органикалық құрылымдарын синтездеу әдістері оңтайландырылды. Алғаш рет H4DOBDC қышқылының құрылымы анықталып, H4DSBDC қышқылы синтезделді, одан МОФ-74 (Mn2DSBDC) алынды. - Zn-MOF-74 синтезін зерттеу барысында ZnDOBDC(H2O)2, Zn2.5DOBDC және Zn2DOBDC×1.5H2O үш жаңа фаза синтезделді. Еріткіш пен температура фазалардың қалыптасуына әсер ететінін көрсетті: ТГФ/Н2O жүйесінде ZnDOBDC(H2O)2 төмен температурада түзіледі, ал Zn2.5DOBDC жоғары температурада пайда болады. Zn2DOBDC×1.5H2O таза ТГФ-те түзіледі. - ZnMOF-74-тің литий-ионды аккумулятор үшін анодтық материал ретіндегі потенциалы зерттелді. Циклдік вольтамперометрия және гальваностатикалық циклдеу әдістері арқылы LiZn интерметаллидтерінің түзілуімен байланысты тотығу-тотықсыздану процестері анықталды. Ұзақ циклдеу кезінде материалдың тұрақты қайтымды сыйымдылығы 67 мА·сағ/г болды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : не применяется

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : жатпайды

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : жүзеге асырылмаған

Efficiency (in Russian) : Экономическая эффективность заключается в снижении стоимости производства аккумуляторов, увеличении срока их службы, повышении энергоэффективности устройств и сокращении затрат на обслуживание и замену аккумуляторных систем.

Efficiency (in Kazakh) : Экономикалық тиімділігі – аккумулятор өндірісінің құнын төмендету, олардың қызмет мерзімін ұлғайту, құрылғылардың энергия тиімділігін арттыру, сондай-ақ аккумулятор жүйелерін техникалық қызмет көрсету және ауыстыру шығындарын азайту.

Field of application (in Russian) : Полученные результаты имеют практическое значение для создания более энергоёмких и дешёвых накопителей энергии за счёт получения эффективно циклирующегося анодного материала на основе металл-органического соединения

Field of application (in Kazakh) : Алынған нәтижелер энергияны тиімді циклдейтін металл-органикалық қосылыс негізіндегі анодтық материал арқылы энергияны көбірек жинай алатын және арзанырақ аккумуляторларды құруға практикалық маңызға ие.