The object of research, development or design (in Russian) : Объектами исследования являются полупроводниковые материалы, тонкие пленки, гетероструктурированные фотокатализаторы, титановые сплавы, аланаты, углеродные наноструктуры.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысандары жартылай өткізгіш материалдар, жұқа қабыршақтар, гетероқұрылымды фотокатализаторлар, титан қорытпалары, аланаттар және көміртекті наноқұрылымдар.

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

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

Методы исследования (на русском) : В рамках программы применён широкий комплекс аналитических методов и оборудования для оценки влияния параметров синтеза на морфологию, кристалличность, фазовую совместимость и фотокаталитическую активность материалов в процессах генерации и хранения водорода. Морфология контролировалась с помощью сканирующей электронной микроскопии, кристаллографический и фазовый состав определялся методами рентгеновской дифракции, а химическое и электронное состояние элементов — рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией. Прецизионные методы осаждения тонких пленок, включая ALD, обеспечили получение гетероструктур с контролируемой толщиной и составом, оптимальных для фотокаталитического расщепления воды и защитных покрытий водородных накопителей. Электрохимические и фотоэлектрохимические методы (IPCE, PEC, линейная вольтамперометрия) использовались для оценки фототоков, квантового выхода, устойчивости и фотоотклика фотокатализаторов. Оптическая, фотолюминесцентная и импедансная спектроскопия применялись для определения ширины запрещённой зоны, анализа переноса заряда на границе полупроводник–электролит и времени жизни носителей.

Методы исследования (на казахском) : Бағдарлама аясында сутекті генерациялау мен сақтауда қолданылатын материалдардың морфологиясына, кристаллдылығына, фазалық үйлесімділігіне және фотокаталитикалық белсенділігіне синтез параметрлерінің әсерін бағалау үшін аналитикалық әдістер мен жабдықтардың кең кешені пайдаланылды. Морфология сканирлеуші электрондық микроскопия арқылы бақыланды, ал кристаллографиялық және фазалық құрам рентгендік дифракция әдістерімен анықталды. Элементтердің химиялық және электрондық күйі рентген фотоэлектрондық спектроскопия әдісімен зерттелді. Жұқа қабыршақтарды тұндырудың дәл әдістері, соның ішінде атомдық қабаттармен тұндыру (ALD), бақыланатын қалыңдық пен құрамға ие гетероқұрылымдарды алуға мүмкіндік берді. Мұндай құрылымдар суды фотокаталитикалық ыдырату және сутекті жинақтағыштардың қорғаныс жабындары үшін оңтайлы болып табылады. Электрохимиялық және фотоэлектрохимиялық әдістер (IPCE, PEC, сызықтық вольтамперометрия) фототоктарды, кванттық шығымды, тұрақтылықты және фотокатализаторлардың фотожауабын бағалау үшін қолданылды. Оптикалық, фотолюминесценттік және импеданстық спектроскопия әдістері жартылай өткізгіштің тыйым салынған аймағының енін анықтау, жартылай өткізгіш–электролит шекарасындағы заряд тасымалы мен заряд тасымалдаушылардың өмір сүру уақытын талдау үшін пайдаланылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : За время реализации программы достигнуты значимые научные и практические результаты. Опубликовано 40 статей в зарубежных журналах Q1–Q2, изданы 4 главы в международных книгах, получено 7 патентов РК и выпущено 5 монографий. Два докторанта успешно защитили диссертации. Проведены три международные конференции и один воркшоп. В 2023 году отработаны методы электрохимического синтеза полупроводников на проводящих подложках, получены фотокатоды с рекордными фототоками и высокой стабильностью. Разработаны гетероструктурные фотокатализаторы с улучшенным разделением зарядов и расширенным спектром поглощения за счёт фотонного преобразования. Созданы материалы для хранения водорода на основе титановых сплавов и аланатов, модифицированных углеродными наноструктурами. В 2024 году изучено влияние внутренних электрических полей и состава электролитов на процессы переноса заряда, определены ключевые факторы эффективности фотокаталитических систем. Разработаны устойчивые фотокатоды и материалы с контролируемой морфологией, обеспечивающие долговечность и высокое поглощение света. В 2025 году исследованы сорбционные свойства модифицированных титановых сплавов и аланатов. Создана фотоэлектрохимическая ячейка для восстановления азота до аммиака и продемонстрирована возможность его генерации под солнечным освещением. Собрана интегрированная система для фотогенерации и хранения водорода, показавшая стабильную работу и потенциал дальнейшей оптимизации.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Бағдарлама іске асырылған кезеңде елеулі ғылыми және практикалық нәтижелер алынды. Q1–Q2 санатындағы шетелдік журналдарда 40 мақала жарияланып, халықаралық кітаптарда 4 тарау жарық көрді, 7 патент тіркеліп, 5 монография басылып шықты. Екі докторант өз диссертацияларын сәтті қорғады, үш халықаралық конференция мен бір воркшоп ұйымдастырылды. 2023 жылы өткізгіш негіздерде жартылай өткізгіштерді электрохимиялық синтездеу әдістері жетілдіріліп, рекордтық фототок пен жоғары тұрақтылығы бар фотокатодтар алынды. Фотондық түрлендіру арқылы жарық сіңіру спектрі кеңейтілген гетероқұрылымды фотокатализаторлар және көміртекті наноқұрылымдармен модификацияланған титан қорытпалары мен аланаттар негізіндегі сутек сақтау материалдары әзірленді. 2024 жылы ішкі электр өрістері мен электролит құрамы заряд тасымалдауға әсер ететіні зерттеліп, фотокаталитикалық жүйелер тиімділігінің негізгі факторлары анықталды. Тұрақты, жарықты жоғары сіңіретін және бақыланатын морфологиясы бар фотокатодтар жасалды. 2025 жылы модификацияланған титан қорытпалары мен аланаттардың сорбциялық қасиеттері зерттелді, ал азотты аммиакқа дейін қалпына келтіретін фотоэлектрохимиялық ұяшық жасалып, күн сәулесінің әсерімен аммиак генерациясының мүмкіндігі дәлелденді. Сутекті фотогенерациялау және сақтау үшін интеграцияланған жүйе жиналып, оның тұрақты жұмысы мен оңтайландыру әлеуеті көрсетілді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В ходе программы разработана концепция интегрированной системы, объединяющей фотокаталитический элемент для генерации водорода и твердотельный накопитель на основе модифицированных аланатов и титановых сплавов. Основные узлы фотокатодные материалы, защитные покрытия и сорбционные компоненты, изготовлены и испытаны в лабораторных условиях. Фотокаталитический элемент представляет собой полупроводниковый электрод с гетероструктурированной поверхностью и со-катализатором, обеспечивающим эффективное разделение зарядов и устойчивую генерацию водорода под действием солнечного излучения. Для повышения стабильности разработаны защитные и молекулярные покрытия, продлевающие срок службы электродов без применения благородных металлов. Система хранения основана на твердотельных сорбентах, сочетающих алюмогидриды и титановые сплавы, модифицированные углеродными наноструктурами. Такая комбинация обеспечивает высокую обратимость, улучшенную кинетику и устойчивость к деградации при циклировании. Испытания подтвердили реализуемость выбранных решений и перспективность дальнейшей оптимизации для создания опытного прототипа. Проект ориентирован на использование доступных и недефицитных материалов (Fe, Ti, Cu, Bi), что снижает себестоимость и повышает потенциал промышленного внедрения. Разработанные элементы отличаются энергоэффективностью, экологической безопасностью и соответствуют современным требованиям к системам возобновляемой энергетики.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Бағдарлама аясында сутек генерациясына арналған фотокаталитикалық элемент пен модификацияланған аланаттар мен титан қорытпалары негізіндегі қатты күйдегі жинақтағышты біріктіретін интеграцияланған жүйенің тұжырымдамасы әзірленді. Негізгі тораптар – фотокатод материалдары, қорғаныс жабындары және сорбциялық компоненттер – зертханалық жағдайда дайындалып, сыналды. Фотокаталитикалық элемент гетероқұрылымды беті мен қосалқы катализаторы бар жартылай өткізгіш электрод түрінде орындалған, ол зарядтардың тиімді бөлінуін және күн сәулесінің әсерінен сутектің тұрақты түзілуін қамтамасыз етеді. Тұрақтылықты арттыру үшін асыл металдарды қолданбай-ақ электродтардың қызмет мерзімін ұзартатын қорғаныс және молекулалық жабындар әзірленді. Сақтау жүйесі көміртекті наноқұрылымдармен модификацияланған алюминий гидридтері мен титан қорытпалары негізіндегі қатты күйдегі сорбенттерге сүйенеді. Мұндай комбинация жоғары қайтымдылықты, жақсартылған кинетиканы және көп цикл кезінде деградацияға төзімділікті қамтамасыз етеді. Сынақ нәтижелері таңдалған шешімдердің іске асырылу мүмкіндігін және тәжірибелік прототип әзірлеудің мақсатқа сайлығын дәлелдеді. Жоба қолжетімді материалдарды (Fe, Ti, Cu, Bi) қолдануға бағытталған, бұл құрылғының өзіндік құнын төмендетіп, өнеркәсіптік енгізу әлеуетін арттырады. Әзірленген элементтер энергия тиімділігімен, экологиялық қауіпсіздігімен ерекшеленеді және жаңартылатын энергетика жүйелеріне қойылатын заманауи талаптарға сәйкес келеді.

Level of implementation (in Russian) : В ходе реализации программы получены значимые научные и практические результаты. По тематике проекта опубликовано 40 научных статей в зарубежных рецензируемых журналах, входящих в квартиль Q1 и Q2. Подготовлены и изданы 4 главы в международных книгах. Зарегистрировано 7 патентов Республики Казахстан и выпущено 5 монографий. Полученные результаты подтверждают высокий уровень научной проработки проекта и его вклад в развитие исследований в области возобновляемой энергетики, фотокатализа и водородных технологий.

Level of implementation (in Kazakh) : Бағдарламаны іске асыру барысында елеулі ғылыми және практикалық нәтижелер алынды. Жоба тақырыбы бойынша Q1 және Q2 квартиліне кіретін шетелдік рецензияланатын журналдарда 40 ғылыми мақала жарияланды. Халықаралық кітаптарда 4 тарау дайындалып, жарық көрді. Қазақстан Республикасының 7 патенті тіркеліп, 5 монография басылып шықты. Алынған нәтижелер жобаның ғылыми деңгейінің жоғары екенін және оның жаңартылатын энергия, фотокатализ және сутек технологиялары салаларындағы зерттеулердің дамуына қосқан үлесін дәлелдейді.

Efficiency (in Russian) : Эффективность выполнения программы подтверждается достигнутыми научными и практическими результатами, а также их соответствием поставленным целям и задачам. Разработанные подходы к созданию фотокаталитических и фотоэлектрохимических систем показали повышение стабильности и эффективности процессов преобразования солнечной энергии, а также подтвердили потенциал выбранного направления для дальнейшего технологического развития. По тематике программы опубликовано 40 научных статей в зарубежных рецензируемых журналах, входящих в квартиль Q1 и Q2, подготовлены и изданы 4 главы в международных книгах, зарегистрировано 7 патентов Республики Казахстан и выпущено 5 монографий. Полученные результаты демонстрируют высокий уровень научной результативности и конкурентоспособности проводимых исследований. Кроме того, разработанные материалы и технические решения могут быть использованы при создании новых типов фотоэлектрохимических реакторов, твердотельных накопителей водорода и интегрированных установок для производства экологически чистого топлива. Реализованные результаты способствуют развитию национальной научной школы в области водородной энергетики и фотокатализа и повышают вклад Казахстана в международные исследования в сфере зеленых технологий.

Efficiency (in Kazakh) : Бағдарламаны орындаудың тиімділігі қол жеткізілген ғылыми және практикалық нәтижелермен, сондай-ақ олардың қойылған мақсаттар мен міндеттерге сәйкестігімен расталады. Фотокаталитикалық және фотоэлектрохимиялық жүйелерді құруға арналған әзірленген тәсілдер күн энергиясын түрлендіру үдерістерінің тұрақтылығы мен тиімділігінің артқанын көрсетті және таңдалған бағыттың әрі қарайғы технологиялық даму әлеуетін дәлелдеді. Бағдарлама тақырыбы бойынша Q1 және Q2 квартиліне кіретін шетелдік рецензияланатын журналдарда 40 ғылыми мақала жарияланып, халықаралық кітаптарда 4 тарау дайындалып басылып шықты, Қазақстан Республикасының 7 патенті тіркелді және 5 монография жарық көрді. Алынған нәтижелер жүргізілген зерттеулердің жоғары ғылыми нәтижелілігі мен бәсекеге қабілеттілігін айқын көрсетеді. Сонымен қатар әзірленген материалдар мен техникалық шешімдер жаңа үлгідегі фотоэлектрохимиялық реакторлар, сутекті қатты күйде сақтауға арналған жинақтағыштар және экологиялық таза отын өндіруге арналған интеграцияланған қондырғыларды жасау кезінде пайдаланылуы мүмкін. Алынған нәтижелер сутек энергетикасы мен фотокатализ саласындағы ұлттық ғылыми мектептің дамуына ықпал етіп, Қазақстанның жасыл технологиялар саласындағы халықаралық зерттеулерге қосқан үлесін арттырады.

Field of application (in Russian) : Полученные результаты могут быть использованы в технологиях производства солнечных топлив и фотокатализа для получения водорода. Разработанные материалы и методики перспективны для создания новых типов фотоэлектрохимических реакторов и интегрированных водородных энергоустановок. Кроме того, предложенные решения в области чистой энергетики способны способствовать развитию водородных топливных элементов и систем возобновляемой энергетики.

Field of application (in Kazakh) : Алынған нәтижелер сутек өндіруге арналған фотокатализ және күн отындарын жасау технологияларында қолданылуы мүмкін. Әзірленген материалдар мен әдістемелер жаңа үлгідегі фотоэлектрохимиялық реакторлар мен интеграцияланған сутек энергия қондырғыларын құру үшін перспективалы болып табылады. Бұдан бөлек, таза энергетика саласында ұсынылған шешімдер сутек отын элементтері мен жаңартылатын энергия жүйелерін дамытуға ықпал ете алады.