The object of research, development or design (in Russian) : Объекты исследования – полупроводники, тонкие пленки, гетероструктурированные фотокатализаторы, сплавы на основе титана, аланаты, углеродные наноструктуры

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектілері: жартылай өткізгіштер, жұқа пленкалар, гетероқұрылымды фотокатализаторлар, титан негізіндегі қорытпалар, аланаттар, көміртекті наноқұрылымдар

Aim of work (in Russian) : Цель работы – Исследовать и разработать новые материалы и системы для производства возобновляемой энергии и ее хранения.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты - жаңартылатын энергияны өндіру және оны сақтау үшін жаңа материалдар мен жүйелерді зерттеу және әзірлеу.

Методы исследования (на русском) : Методы исследования: в ходе реализации программы использовался широкий спектр аналитического оборудования для оценки влияния параметров синтеза на морфологию, кристалличность, фазовое сродство, фотокаталитическую активность синтезируемых материалов для генерации и хранения водорода, а именно: сканирующий электронный микроскоп использовался для контроля морфологии на каждом этапе синтеза и влияния модификации и/или допирования. Кристаллографический и фазовый анализ синтезируемых материалов исследовался с использованием рентгеноструктурного анализа, химическое состояние элементов и электронное состояние исследовалось методами рентгено- фотоэлектронной спектроскопии. Использование электрохимических методов исследования позволяло оценить квантовую эффективность, стабильность, фотоотклик гетероструктурированных фотокатализаторов и систем на их основе по методикам (IPCE, PEC). Определение электронных свойств, а именно определение ширины и положения запрещенной зоны комбинацией методов оптической спектроскопии и спектроскопии электрохимического импеданса. Для исследования явлений переноса электрического заряда на границах раздела фаз полупроводник/электролит, полупроводник/полупродник/подложка, времени жизни носителей заряда оптическими методами, а именно измерением спектров фотолюминесценции и методами импеданс спектроскопии.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдістері: Бағдарламаны жүзеге асыру барысында синтез параметрлерінің сутегінің генерациясы мен сақталуына синтезделген материалдардың морфологиясына, кристалдылығына, фазалық жақындығына, фотокаталитикалық белсенділігіне әсерін бағалау үшін кең ауқымды аналитикалық жабдық пайдаланылды, атап айтқанда: Модификацияның және/немесе допингтің синтездің және әсерінің әрбір сатысында морфологияны бақылау үшін сканерлеуші электрондық микроскоп пайдаланылды. Синтезделген материалдардың кристаллографиялық және фазалық анализі рентгендік дифракциялық талдаудың көмегімен, элементтердің химиялық күйі мен электронды күйі рентгендік фотоэлектрондық спектроскопияның көмегімен зерттелді. Электрохимиялық зерттеу әдістерін қолдану гетероқұрылымды фотокатализаторлардың және олардың негізіндегі жүйелердің (IPCE, PEC) әдістерінің көмегімен кванттық тиімділігін, тұрақтылығын және фотожауаптылығын бағалауға мүмкіндік берді. Электрондық қасиеттерді анықтау, атап айтқанда оптикалық спектроскопия мен электрохимиялық кедергі спектроскопия әдістерінің комбинациясы арқылы жолақ ені мен орнын анықтау. Жартылай өткізгіш/электролит, жартылай өткізгіш/жартылай өткізгіш/субстрат интерфейстеріндегі электр зарядының ауысу құбылыстарын, заряд тасымалдаушылардың өмір сүру ұзақтығын оптикалық әдістермен, атап айтқанда фотолюминесценция спектрлерін және кедергі спектроскопия әдістерін өлшеу арқылы зерттеу.

Obtained results and novelty (in Russian) : В рамках программы изучалось влияние внутреннего электрического поля на разделение зарядов в гетероструктурированных фотокатализаторах, а также влияние электролита на процессы переноса заряда на интерфейсе полупроводник/электролит. Разработан метод синтеза сульфида висмута на проводящей подложке методом электрохимии с рекордным значением фототока для чистого материала. Выявлены критические параметры, влияющие на фотокаталитическую активность, такие как морфология, кристалличность, толщина и влияние подложки в процессах фотокатализа. Исследование представляет результаты применения материалов с фотонным преобразованием для использования инфракрасного (ИК) спектра и в процессах фотокатализа. Разработаны методы синтеза модифицированных титановых сплавов и аланатов для использования в области хранения водорода. С помощью методов электрохимического осаждения были получены пленки полупроводников CuBi2O4 и CuFeO2 с заданными характеристиками, так использование импульсного режима осаждения позволило получить пленки с различными соотношениями металлов в этих системах, что открывает возможность контроля положения уровня Ферми и, следовательно, создания гомоперехода в таких фотокатализаторах.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Бағдарлама гетероқұрылымды фотокатализаторлардағы зарядтардың бөлінуіне ішкі электр өрісінің әсерін, сонымен қатар жартылай өткізгіш/электролит интерфейсіндегі зарядты тасымалдау процестеріне электролиттің әсерін зерттеді. Таза материал үшін рекордтық фототок мәні бар электрохимияны қолдану арқылы өткізгіш субстратта висмут сульфидін синтездеу әдісі әзірленді. Морфология, кристалдық, қалыңдық және фотокатализ процестеріндегі субстраттың әсері сияқты фотокаталитикалық белсенділікке әсер ететін маңызды параметрлер анықталды. Зерттеу инфрақызыл (ИК) спектрін және фотокатализ процестерін пайдалану үшін фотонды түрлендіру материалдарын қолдану нәтижелерін ұсынады. Модификацияланған титан қорытпалары мен аланаттарды синтездеу әдістері сутегі сақтау саласында қолдану үшін әзірленген. Электрохимиялық тұндыру әдістерін қолдана отырып, CuBi2O4 және CuFeO2 жартылай өткізгіштерінің белгіленген сипаттамалары бар қабықшалары алынды, сондықтан импульстік тұндыру режимін пайдалану осы жүйелердегі металдардың әртүрлі қатынасы бар пленкаларды алуға мүмкіндік берді, бұл позицияны бақылау мүмкіндігін ашады. Ферми деңгейі және, демек, мұндай фотокатализаторларда гомотүйінді құру.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработка технологий производства зеленого водорода позволит снизить загрязнения окружающей среды и перейти к углеродной нейтральности, что в свою очередь положительно сказывается на экономической составляющей. Внедрение твердотельных систем хранения водорода позволит отойти от транспортировки энергоносителей традиционными методами, таких как газопровод и малоэффективных емкостей жидкостного или газового типа хранения. Интеграция непосредственного производства водорода рядом с промышленностью сведет к минимуму затраты на транспортировку, а твердотельные системы хранения водорода позволят безопасно использовать энергоносители в транспорте и других сферах повседневной жизни.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жасыл сутегі өндірісінің технологияларын дамыту қоршаған ортаның ластануын азайтады және көміртегі бейтараптығына көшеді, бұл өз кезегінде экономикалық құрамдас бөлікке оң әсер етеді. Қатты күйдегі сутегі жинақтау жүйелерін енгізу бізге газ құбырлары және тиімсіз сұйықтық немесе газ сақтайтын резервуарлар сияқты дәстүрлі әдістерді пайдалана отырып, энергия ресурстарын тасымалдаудан бас тартуға мүмкіндік береді. Өнеркәсіптің жанында тікелей сутегі өндірісін біріктіру тасымалдау шығындарын азайтады, ал қатты күйдегі сутегі сақтау жүйелері энергияны көлікте және күнделікті өмірдің басқа салаларында қауіпсіз пайдалануға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено.

Level of implementation (in Kazakh) : Орындалмаған.

Efficiency (in Russian) : Разработаны эффективные и экономическо-дешевые методы синтеза полупроводниковых материалов для фотокаталитического разложения воды. Создание гетероструктурного перехода приводит к повышенному переносу электрического заряда и увеличению эффективности разложения воды под действием света. В проекте используются перспективные и высокоэффективные твердотельные системы хранения водорода.

Efficiency (in Kazakh) : Судың фотокаталитикалық ыдырауы үшін жартылай өткізгіш материалдарды синтездеудің тиімді және экономикалық арзан әдістері жасалды. Гетероқұрылымдық ауысуды құру электр зарядының тасымалдануының жоғарылауына және жарық әсерінен судың ыдырау тиімділігінің жоғарылауына әкеледі. Жобада қатты күйдегі сутегін сақтаудың жетілдірілген және жоғары тиімді жүйелері қолданылады.

Field of application (in Russian) : Область применения результатов: результаты данного проекта могут быть реализованы в сфере производства солнечного топлива. Кроме того, полученные знания могут помочь в разработке новых типов солнечных элементов, солнечного топлива и топливных реакторов. Кроме того, экологически чистые технологии, созданные в результате этой инициативы, могут повлиять на разработку транспортных средств, работающих на водородных топливных элементах.

Field of application (in Kazakh) : Нәтижелерді қолдану аясы: бұл жобаның нәтижелері күн отынын өндіру саласында жүзеге асырылуы мүмкін. Сонымен қатар, алынған білім күн батареяларының жаңа түрлерін, күн отындарын және отын реакторларын жасауға көмектеседі. Бұған қоса, осы бастаманың нәтижесінде жасалған таза технологиялар сутегі отын ұяшықтары көліктерінің дамуына әсер етуі мүмкін