Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01021 AP23483880-KC-25 0124РК00346
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 42594144 AP23483880
Name of work
Устойчивая переработка пластиковых отходов для хранения энергии
Type of work Source of funding Report authors
Applied Нурпейсова Арайлым Ахметбекқызы
0
2
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) Нет
Full name of the service recipient
Товарищество с ограниченной ответственностью "Институт аккумуляторов"
Abbreviated name of the service recipient ТОО "Институт аккумуляторов"
Abstract

Объектом исследования является процесс электропрядения для формирования нановолоконных структур на основе полиэтилентерефталата (ПЭТ).

Зерттеу объектісі – полиэтилентерефталат (ПЭТ) негізіндегі наноталшықты құрылымдарды қалыптастыру үшін электроспинингтік процесс.

Целью работы является оптимизация условий электропрядения для получения волокон с высокой однородностью, минимальным диаметром и необходимой пористостью, что достигается за счёт подбора напряжения, скорости подачи раствора и других параметров процесса. Также изучается влияние органических растворителей (гексафтороизопропанола и дихлорметана) на растворимость и гомогенность ПЭТ-раствора, что позволяет создавать стабильные волокнистые структуры с минимальными дефектами.

Жұмыстың мақсаты кернеуді, ерітінді беру жылдамдығын және басқа да технологиялық параметрлерді таңдау арқылы қол жеткізілетін жоғары біркелкі, минималды диаметрі және қажетті кеуектілігі бар талшықтарды алу үшін электроспиндік жағдайларды оңтайландыру болып табылады. Органикалық еріткіштердің (гексафтороизопропанол және дихлорметан) ПЭТ ерітіндісінің ерігіштігі мен біртектілігіне әсері де зерттелуде, бұл ең аз ақаулары бар тұрақты талшықты құрылымдарды жасауға мүмкіндік береді.

В исследовании применялись современные физико-химические и электрохимические методы анализа. Морфология исходных материалов и полученных электропрядённых мембран была изучена методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), позволившим определить диаметр и однородность волокон. Структурные характеристики исследовались с помощью ИК-Фурье-спектроскопии (FTIR), подтвердившей сохранение химической структуры полимера. Ионная проводимость мембраны определялась методом электрохимической импедансной спектроскопии (EIS), а термическая стабильность оценивалась при нагревании до 120 °C. Электрохимические свойства протестированы в составе литий-ионных ячеек типа CR2032 с катодом из LiFePO₄.

В исследовании применялись современные физико-химические и электрохимические методы анализа. Морфология исходных материалов и полученных электропрядённых мембран была изучена методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), позволившим определить диаметр и однородность волокон. Структурные характеристики исследовались с помощью ИК-Фурье-спектроскопии (FTIR), подтвердившей сохранение химической структуры полимера. Ионная проводимость мембраны определялась методом электрохимической импедансной спектроскопии (EIS), а термическая стабильность оценивалась при нагревании до 120 °C. Электрохимические свойства протестированы в составе литий-ионных ячеек типа CR2032 с катодом из LiFePO₄.

Полученные результаты показали, что электропрядённые мембраны из ПЭТ обладают однородной волоконной структурой, высокой пористостью и улучшенной ионной проводимостью по сравнению с коммерческими сепараторами. Мембраны сохраняют термическую стабильность до 120 °C и обеспечивают стабильную работу литий-ионных ячеек с катодом LiFePO₄. Новизна работы заключается в применении коаксиального электропрядения для формирования композитных волокон типа «ядро–оболочка» с инкапсуляцией активных материалов, что позволило создать функциональные 3D-наноструктуры с улучшенной морфологией и электропроводностью. Исследование демонстрирует потенциал объединения методов электроформования и композитирования для разработки новых поколений сепараторов и электродных материалов.

Алынған нәтижелер электроспинингтелген ПЭТ мембраналарының біркелкі талшықты құрылымға, жоғары кеуектілікке және коммерциялық сепараторлармен салыстырғанда жақсартылған иондық өткізгіштікке ие екенін көрсетті. Мембраналар 120°C дейін термиялық тұрақтылықты сақтайды және LiFePO₄ катоды бар литий-иондық элементтердің тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді. Бұл зерттеудің жаңалығы белсенді материалдарды қаптайтын өзек-қабықты композиттік талшықтарды қалыптастыру үшін коаксиалды электроспинингті қолдануда жатыр, бұл морфологиясы мен электр өткізгіштігі жақсартылған функционалды 3D наноқұрылымдарды жасауға мүмкіндік береді. Бұл зерттеу сепараторлар мен электрод материалдарының жаңа буындарын жасау үшін электроспининг пен композициялау әдістерін біріктірудің әлеуетін көрсетеді.

Разработанная электропрядённая ПЭТ-мембрана имеет толщину около 25 мкм, ионную проводимость 3,15 × 10⁻⁵ См/см и термостойкость до 120 °C, обеспечивая стабильную работу ячеек LiFePO₄ в диапазоне 2,5–3,65 В. Использование вторичного ПЭТ значительно снижает себестоимость и повышает технико-экономическую эффективность материала.

Әзірленген электроспинингті ПЭТ мембранасының қалыңдығы шамамен 25 мкм, иондық өткізгіштігі 3,15 × 10⁻⁵ С/см және 120 °C дейін термиялық тұрақтылыққа ие, бұл LiFePO₄ элементтерінің 2,5–3,65 В диапазонында тұрақты жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Қайта өңделген ПЭТ пайдалану материалдың құнын айтарлықтай төмендетеді және техникалық және экономикалық тиімділігін арттырады.

Не внедрено

Іске асырылмаған

Электропрядённая ПЭТ-мембрана продемонстрировала высокую эффективность, обеспечивая улучшенную ионную проводимость, термическую стабильность и надёжную работу литий-ионных ячеек при сниженной себестоимости производства.

Электропрядённая ПЭТ-мембрана продемонстрировала высокую эффективность, обеспечивая улучшенную ионную проводимость, термическую стабильность и надёжную работу литий-ионных ячеек при сниженной себестоимости производства.

Разработанные электропрядённые ПЭТ-мембраны могут применяться в качестве сепараторов в литий-ионных аккумуляторах и других системах хранения энергии.

Әзірленген электроспинделген ПЭТ мембраналарын литий-ионды батареяларда және басқа энергия сақтау жүйелерінде бөлгіш ретінде пайдалануға болады.

UDC indices
541.13(075.8), 621.321
International classifier codes
31.15.33; 44.41.29;
Key words in Russian
устойчивость; пластиковые отходы; переработка; хранение энергии; металл-ионные аккумуляторы;
Key words in Kazakh
тұрақтылық; пластик қалдықтары; қайта өңдеу; энергия сақтау; металл-иондық батареялар;
Head of the organization Умиров Нуржан Бердалыевич PhD in Advanced Energy Materials Engineering / -
Head of work Нурпейсова Арайлым Ахметбекқызы PhD or Dr. / Ассоциированный профессор (доцент) по специальности "Инжиниринг материалов"