The object of research, development or design (in Russian) : Объект исследования – процесс гидротермальной и термической карбонизации растительной биомассы с последующей термохимической активацией и графитизацией с целью получения максимального выхода графеноподобных структур.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны-өсімдік биомассасының гидротермиялық және термиялық карбонизация процесі, содан кейін графен тәрізді құрылымдардың максималды шығуын алу үшін термохимиялық активтендіру және графиттеу.

Aim of work (in Russian) : Цель работы – разработка метода синтеза графеноподобных структур из отходов биомассы в объёмном количестве с требуемыми характеристиками для применения в качестве активных электродных материалов электрохимических накопителей энергии.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты-белсенді электродтық материалдар ретінде электрохимиялық энергия жинақтағыштарды қолдану үшін қажетті сипаттамалары бар көлемді мөлшерде биомасса қалдықтарынан графен тәрізді құрылымдарды синтездеу әдісін әзірлеу.

Методы исследования (на русском) : В процессе работы проводились исследования гидротермальной и термической карбонизации исходной биомассы с последующей термохимической активацией, а также графитизации ГПС в микроволновой печи. Полученные образцы ГПС анализировались физико-химическими и расчётными методами. Проводились исследования по оценке эффективности применения ГПС в качестве электродных материалов для суперконденсаторов и литий-ионных аккумуляторов.

Методы исследования (на казахском) : Жұмыс барысында бастапқы биомассаның гидротермиялық және термиялық карбонизациясы, содан кейін термохимиялық белсендіру, сондай-ақ микротолқынды пеште GPS графитизациясы бойынша зерттеулер жүргізілді. Алынған GPS үлгілері физика-химиялық және есептеу әдістерімен талданды. Суперконденсаторлар мен литий-ионды аккумуляторлар үшін электрод материалдары ретінде GPS қолдану тиімділігін бағалау бойынша зерттеулер жүргізілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате исследования впервые были определены параметры ГПС, полученных из растительной биомассы после гидротермальной карбонизации (Т=100, 140, 170оС) с последующей термической активацией: массовый выход – (15-88%), размер кристаллитов – (13-21нм) при степени графитизации – от 25 до 37% и количестве слоёв – 5-10 слоёв для всех прекурсоров. Получены средние параметры ГПС для всех прекурсоров после графитизации в МКВП (Т=1300, 1400, 1500оС), прошедших термическую карбонизацию и последующую термохимическую активацию: массовый выход – (4,29-92,02%), размер кристаллитов – (15,75-32,96 нм) при степени графитизации – от 35,07 до 56,80% и количестве слоёв – 5-10 и более.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеу нәтижесінде гидротермиялық карбонизациядан кейін өсімдік биомассасынан алынған ГПС параметрлері алғаш рет анықталды (т=100, 140, 170оС), содан кейін термиялық белсендіру: массалық өнімділік – (15-88%), графиттеу дәрежесінде кристаллит мөлшері – (13-21 НМ)-25-тен 37% - ға дейін және қабаттар саны-5-10 барлық прекурсорларға арналған қабаттар. Мквп – да (т=1300, 1400, 1500ос) графиттелгеннен кейін термиялық карбонизациядан және одан кейінгі термохимиялық белсендіруден өткен барлық прекурсорлар үшін ГПС орташа параметрлері алынды: массалық шығымдылық-(4,29 – 92,02%), графиттеу дәрежесі кезінде кристаллиттердің мөлшері-(15,75 – 32,96 нм) - 35,07-ден 56,80% - ға дейін және қабаттар - 5-10 және одан көп.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Установлено, что на удельную ёмкость суперконденсаторов влияет размер частиц ГПС, особеннно при больших токах заряда/разряда. Предпочтительно применение частиц ГПС размером более 2 мкм. Графитизация ГПС снижает удельную ёмкость суперконденсаторов и литий-ионных аккумуляторов, в связи с увеличением размеров кристаллитов ГПС и уменьшением удельной поверхности ГПС, но повышает сохраняемость ёмкости при больших токах заряда/разряда.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Суперконденсаторлардың меншікті сыйымдылығына GPS бөлшектерінің мөлшері әсер ететіні анықталды, әсіресе үлкен заряд/разряд токтарында. 2 мкм-ден асатын GPS бөлшектерін қолданған жөн. GPS графитизациясы GPS кристалдарының көлемінің ұлғаюына және GPS меншікті бетінің азаюына байланысты суперконденсаторлар мен литий-ионды аккумуляторлардың меншікті сыйымдылығын төмендетеді, бірақ үлкен заряд/разряд токтарында сыйымдылықтың сақталуын арттырады.

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : енгізілген жоқ

Efficiency (in Russian) : Отработанный метод получения ГПС из отходов растительной биомассы достаточно эффективен, экологически чист и экономически малозатратен, что делает его предпочтительным для производства графеноподобных структур в объёмном количестве для применения в электрохимических накопителях энергии.

Efficiency (in Kazakh) : Өсімдіктердің қалдық биомассасынан ГТҚ алудың дәлелденген әдісі өте тиімді, экологиялық таза және экономикалық тұрғыдан арзан, бұл оны электрохимиялық энергия сақтау құрылғыларында пайдалану үшін көп мөлшерде графен тәрізді құрылымдарды өндіруге қолайлы етеді.

Field of application (in Russian) : Целевыми потребителями полученных результатов являются промышленные предприятия по выпуску электронной и бытовой аппаратуры, электроэнергетика – для покрытия пиковых нагрузок и систем стабилизации напряжения.

Field of application (in Kazakh) : Алынған нәтижелердің мақсатты тұтынушылары болып электронды және тұрмыстық жабдықтарды шығаратын өнеркәсіптік кәсіпорындар, электр энергетикасы – ең жоғары энергетикалық жүктемелерді жабу және кернеуді тұрақтандыру жүйелері болып табылады.