The object of research, development or design (in Russian) : Анодный материал на основе висмута

The object of research, development or design (in Kazakh) : Висмут негізіндегі анодты материал

Aim of work (in Russian) : Изучение механизма процессов интеркаляции/деинтеркаляцции ионов магния в композиционный материал на основе висмута для получения анода магниевых батарей

Aim of work (in Kazakh) : Магний батареяларының анодын алу үшін висмут негізіндегі композициялық материалға магний иондарының интеркаляция/деинтеркаляция процестерінің механизмін зерттеу

Методы исследования (на русском) : Метод электрохимического осаждения, циклическая вольтамперометрия, сканирующая электронная микроскопия, рентгено-дифракционный анализ, энерго-дисперсионная спектроскопия

Методы исследования (на казахском) : Электрохимиялық тұндыру әдісі, циклдік вольтамперомерия, сканерлеуші электронды микроскопия, рентгендік-дифракциялық талдау, энерго-дисперсиялық спектроскопия

Obtained results and novelty (in Russian) : 2022 год – проведен синтез анодного материала на основе висмута различными методами. Оптимизирован состав анодного материала и определены его морфологические характеристики (Краткие сведения за 2022 год - 0322РК01375). 2023 год – исследовано влияние интеркаляции ионов магния на синтезированный анодный материал висмута. Оптимизирован состав анодной смеси для получения интеркалирующего материала. С помощью электрохимических методов исследования были выбраны оптимальные условия интеркаляции анодного синтеза с изменением скорости сканирования и количества циклов. Определены кинетические параметры процессов интеркаляции и деинтеркалации ионов магния в материал электрода (Краткие сведения за 2023 год - 0323РК01300). 2024 год – изучена морфология анодного материала до и после внедрения ионов магния. Установлено влияние интеркаляции ионов магния на его кристаллическую структуру, элементный и фазовый состав с помощью комплекса методов физико-химического анализа. Определен механизм процесса интеркаляции/деинтеркалирования ионов магния в висмут.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 2022 жыл – әртүрлі әдістерді қолдана отырып, висмут негізіндегі анод материалының синтезі жүзеге асырылды. Анод материалының құрамын оңтайландыру жүргізілді және оның морфологиялық сипаттамалары анықталды (2021 жылғы қысқаша мәліметтер - 0322РК01375). 2023 жыл – синтезделген висмут анодтық материалына магний иондарының интеркалациялануының әсері зерттелді. Интеркалация материалын алу үшін анодтық қоспаның құрамы оңтайландырылды. Электрохимиялық зерттеу әдістерін қолдана отырып, сканерлеу жылдамдығы және циклдар санын өзгерте отырып анод синтезінің оңтайлы интеркаляция шарттары таңдалды. Электрод материалына магний иондарының интеркалация мен деинтеркалацияның процестерінің кинетикалық параметрлері анықталды (2022 жылғы қысқаша ақпарат - 0323РК01300). 2024 жыл – магний иондарының енгізілуіне дейінгі және кейінгі анодты материалдың морфологиясы зерттелді. Оның кристалдық құрылымына, элементтік және фазалық құрамына физика-химиялық талдау әдістерінің кешенін қолдана отырып магний иондарының интеркаляциясының әсері анықталды. Висмутқа магний иондарының интеркаляция/деинтеркаляция процессінің механизмі айқындалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Анодный материал на основе висмута имеет высокую пористость и значительную удельную поверхность, что способствует эффективной интеркализации ионов магния. Его гексагональная кристаллическая структура Mg₃Bi₂ обеспечивает низкие энергетические барьеры для диффузии ионов, что повышает скорость зарядки и разрядки. Висмут доступен как сырьё, что снижает затраты на производство батарей. Высокая долговечность и устойчивость к коррозии увеличивают срок службы анодов, а экологические показатели соответствуют требованиям устойчивого развития.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Висмут негізіндегі анодтық материал жоғары кеуектілікке және елеулі нақты бетке ие, бұл магний иондарын тиімді интеркаляциялауға ықпал етеді. Оның Mg₃Bi₂ гексагональды кристалл құрылымы иондардың диффузиясына арналған төмен энергетикалық кедергілерді қамтамасыз етеді, бұл зарядтау мен разрядтау жылдамдығын арттырады. Висмут шикізат ретінде қолжетімді, бұл батареялардың өндірісін азайтады. Жоғары ұзақтылық және коррозияға тұрақтылық анодтардың қызмет ету мерзімін ұлғайтады, ал экологиялық көрсеткіштері тұрақты дамуға талаптарға сәйкес келеді.

Level of implementation (in Russian) : не предусмотрено

Level of implementation (in Kazakh) : қарастырылмаған

Efficiency (in Russian) : Эффективность анодного материала на основе висмута заключается в высокой скорости и продуктивности интеркаляции магний-ионов, что обеспечивает низкие энергетические барьеры для их движения. Это способствует улучшению производительности батарей и сокращению времени их зарядки. Доступность висмута и его экологическая устойчивость также снижают производственные затраты и соответствуют экологическим стандартам.

Efficiency (in Kazakh) : Висмут негізіндегі анод материалының тиімділігі магний-иондарының интеркаляциясының жоғары жылдамдығы мен өнімділігінде жатыр, бұл олардың қозғалысына арналған төмен энергетикалық кедергілерді қамтамасыз етеді. Бұл батареялардың өнімділігін жақсартады және зарядтау уақытын қысқартады. Висмуттың қолжетімділігі мен экологиялық тұрақтылығы да өндіріс шығындарын азайтады және экологиялық стандарттарға сәйкес келеді.

Field of application (in Russian) : электрохимия, электрохимическое производство, энергетика

Field of application (in Kazakh) : Электрохимия, электрохимиялық өндіріс, энергетика