The object of research, development or design (in Russian) : Объектами исследования являются фотокаталитические материалы на основе перовскитоподобных соединений SrTiO₃, SrTiO₃:Al, SrTaO₂N и La₅Ti₂Cu₀.₉Ag₀.₁O₇S₅, предназначенные для эффективного фотокаталитического разложения воды и получения водорода. В работе исследуются их структурные, электронные и морфологические характеристики, влияние легирования и со-катализаторов на фотоактивность, а также проводится моделирование зонной структуры методами DFT для определения оптимального состава узкозонных фотокатализаторов на основе оксинитридов и оксисульфидов.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысандары — су фотокаталитикалық ыдырауы мен сутегін тиімді алу үшін арналған перовскиттәрізді қосылыстарға негізделген фотокаталитикалық материалдар: SrTiO₃, SrTiO₃:Al, SrTaO₂N және La₅Ti₂Cu₀.₉Ag₀.₁O₇S₅. Жұмыста олардың құрылымдық, электрондық және морфологиялық қасиеттері, лигерлеудің және сокатализаторлардың фотоактивтікке әсері зерттеледі, сондай-ақ оксинитридтер мен оксисульфидтер негізіндегі тар тыйым салынған аймақты фотокатализаторлардың оңтайлы құрамын анықтау үшін DFT әдістерімен зоналық құрылымын модельдеу жүргізіледі.

Aim of work (in Russian) : Проведение комплексных исследовании получения и применения композитных фотокатализаторов в производстве солнечного водорода для стимулирования развития альтернативной энергетики в Казахстане

Aim of work (in Kazakh) : Қазақстандағы баламалы энергетиканы дамытуға үлес қосу мақсатында күн энергиясы негізінде сутегін өндіруге арналған композитті фотокатализаторларды алу және қолдану бойынша кешенді зерттеулер жүргізу

Методы исследования (на русском) : Рентгенофазовый анализ (РФА), сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), метод газовой хроматографии, метод теории плотности состоянии (DFT)

Методы исследования (на казахском) : Рентгенфазалық талдау (РФА), сканерлеуші электрондық микроскопия (СЭМ), өтпелі электрондық микроскопия (ПЭМ), рентген фотоэлектрондық спектроскопия (РФЭС), газды хроматография әдісі және тығыздық функционалы теориясы (DFT).

Obtained results and novelty (in Russian) : Синтезированы и исследованы физико-химические свойства, морфология и фотокаталитическая активность SrTiO₃ и SrTiO₃:Al. Оптимальная температура кальцинации, обеспечивающая однородные частицы с высокой фазовой чистотой и кристалличностью, составляет 1100 °C. Метод флюсового расплава способствовал эффективному внедрению Al в решётку SrTiO₃ и снижению дефектов Ti³⁺. Раздельное фотоосаждение сокатализаторов Rh/Cr₂O₃ и CoOx повысило разделение зарядов и фотоактивность: скорость образования H₂ и O₂ достигла 11,09 и 3,70 ммоль·г⁻¹·ч⁻¹. DFT-расчёты подтвердили ширину запрещённой зоны SrTiO₃ = 3,19 эВ и стабильность дефекта Al–OV–Al, формирующего донорные уровни, что улучшает перенос зарядов. Для SrTaO₂N получено Eg ≈ 2,1–2,2 эВ и выявлена p–d гибридизация, обеспечивающая поглощение света до ~600 нм, что подтверждает её перспективность в фотокаталитическом разложении воды.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : SrTiO₃ және SrTiO₃:Al жартылай өткізгіштерінің физика-химиялық қасиеттері, морфологиясы және фотокаталитикалық белсенділігі зерттелді. Біртекті, жоғары фазалық тазалық пен кристалдылыққа ие бөлшектер алу үшін оңтайлы кальцинация температурасы 1100 °C екені анықталды. Балқыма флюс әдісі алюминийдің SrTiO₃ торына тиімді енуін және Ti³⁺ ақауларын азайтуды қамтамасыз етті. Rh/Cr₂O₃ және CoOx қосалқы катализаторларын бөлек фототұндыру заряд тасымалдаушылардың бөлінуін жақсартып, фотоактивтілікті арттырды: H₂ және O₂ түзілу жылдамдықтары тиісінше 11,09 және 3,70 ммоль·г⁻¹·сағ⁻¹ болды. DFT есептеулері SrTiO₃ үшін тыйым салынған аймақтың ені 3,19 эВ екенін және Al–OV–Al ақауының тұрақтылығын растады, бұл зарядтардың бөлінуін жеңілдетеді. SrTaO₂N үшін Eg ≈ 2,1–2,2 эВ және p–d гибридизациясы анықталып, шамамен 600 нм дейін жарықты жұту қабілеті фотокаталитикалық су ыдыратудағы болашағын дәлелдеді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработаны и исследованы композитные фотокатализаторы SrTiO₃:Al, SrTaO₂N и La₅Ti₂Cu₀.₉Ag₀.₁O₇S₅, демонстрирующие высокую активность в реакции фотокаталитического разложения воды (скорость образования H₂ — 11,09 ммоль·г⁻¹·ч⁻¹, O₂ — 3,70 ммоль·г⁻¹·ч⁻¹). Оптимизированы параметры синтеза (T = 1100 °C), обеспечивающие фазовую чистоту и кристалличность. Полученные результаты создают основу для масштабирования технологий производства солнечного водорода и внедрения пилотных установок в энергетическую инфраструктуру Казахстана.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Су фотокаталитикалық ыдырауы үшін жоғары белсенділік көрсеткен SrTiO₃:Al, SrTaO₂N және La₅Ti₂Cu₀.₉Ag₀.₁O₇S₅ композиттік фотокатализаторлары синтезделіп, зерттелді (H₂ түзілу жылдамдығы – 11,09 ммоль·г⁻¹·сағ⁻¹, O₂ – 3,70 ммоль·г⁻¹·сағ⁻¹). Синтездің оңтайлы параметрлері (T = 1100 °C) анықталып, жоғары фазалық тазалық пен кристалдық құрылым қамтамасыз етілді. Алынған нәтижелер күн энергиясы негізінде сутек өндіру технологияларын масштабтау және Қазақстанның энергетикалық инфрақұрылымына пилоттық қондырғыларды енгізу үшін ғылыми негіз қалайды.

Level of implementation (in Russian) : Внедрений нет

Level of implementation (in Kazakh) : Іске асыру жоқ

Efficiency (in Russian) : Разработанные фотокатализаторы SrTiO₃:Al с двойными сокатализаторами Rh/Cr₂O₃ и CoOx продемонстрировали высокую эффективность фотокаталитического разложения воды, обеспечивая скорость образования водорода 11,09 ммоль·г⁻¹·ч⁻¹ и кислорода 3,70 ммоль·г⁻¹·ч⁻¹. Введение алюминия способствовало снижению дефектности структуры и улучшению разделения зарядов, что значительно повысило фотоактивность материала. Эффективность подтверждена как экспериментальными данными, так и результатами DFT-моделирования.

Efficiency (in Kazakh) : Rh/Cr₂O₃ және CoOx қосалқы катализаторлары енгізілген SrTiO₃:Al фотокатализаторлары суды фотокаталитикалық ыдыратуда жоғары тиімділік көрсетті — сутектің түзілу жылдамдығы 11,09 ммоль·г⁻¹·сағ⁻¹, ал оттегінікі 3,70 ммоль·г⁻¹·сағ⁻¹ болды. Алюминийдің енгізілуі құрылымдық ақауларды азайтып, заряд тасымалдаушылардың бөлінуін жақсартты, нәтижесінде материалдың фотоактивтілігі айтарлықтай артты. Тиімділік эксперименттік деректермен және DFT модельдеулерімен расталды.

Field of application (in Russian) : Разработка высокоэффективных фотокаталитических материалов и композитов для водородной энергетики, солнечного разложения воды, создание пилотных установок и промышленных систем для получения «зеленого» водорода

Field of application (in Kazakh) : Сутегі энергетикасы мен күн сәулесі арқылы суды ыдыратуға арналған жоғары тиімді фотокаталитикалық материалдар мен композиттерді жасау, сондай-ақ «жасыл» сутегін өндіруге бағытталған пилоттық қондырғылар мен өнеркәсіптік жүйелерді әзірлеу