The object of research, development or design (in Russian) : Полупроводниковые металлические оксиды рассматриваются в качестве фотокатализаторов или фотоэлектродов.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Фотокатализаторлар немесе фотоэлектродтар ретінде жартылай өткізгіш металл оксидтері қарастырылады.

Aim of work (in Russian) : Цель проекта разработка фотоэлектрохимических (PEC) тандемных устройств для расщепления воды, которые эффективно преобразуют солнечную энергию в водород. Конструкции тандемных ячеек состоят из нескольких структур фотоанод/фотокатод, которые собирают солнечную энергию с более широким диапазоном коротких и длинноволновых участков спектра света. В результате, фотоэлектрохимическая система расщепления воды с повышенной эффективностью будет поглощать как короткие, так и длинноволновые участки спектра света, а эффективность фотоанода/фотокатода будут улучшены за счет использования хорошо контролируемого метода отжига in-situ.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жоба суды бөлу арқылы күн энергиясын сутегіге тиімді түрлендіретін фотоэлектрохимиялық (PEC) тандемді суды бөлу құрылғыларын әзірлеуге бағытталған. Бұл жүйеде фотоанодтар, фотокатодтар және электролиттер жарықты сіңіру, зарядты бөлу, зарядты тасымалдау және тұрақтылық үшін оңтайландыруды қажет ететін негізгі компоненттер болып табылады. Тандем жасушаларының конструкциялары жарық спектріндегі қысқа және ұзын толқын ұзындығының кеңірек диапазонында күн энергиясын жинайтын бірнеше фотоанод/фотокатод құрылымдарынан тұрады. Нәтижесінде бір уақытта жарық спектрінің қысқа және ұзын толқын ұзындығын жоғары сіңіру және тиімділігі жоғары фотоэлектрохимиялық суды бөлу жүйесіне қол жеткізіледі, ал фотоанод/фотокатод қасиеттері жақсы басқарылатын in-situ қыздыру әдісі арқылы тиімдірек жақсарады.

Методы исследования (на русском) : Физические и химические методы широко применяются для улучшения материалов, используемых в эффективном расщеплении воды. Физические методы, такие как термический отжиг, плазменная обработка и лазерное облучение, улучшают кристаллическую структуру, шероховатость поверхности и светопоглощение фотоэлектродов. Эти процессы способствуют разделению зарядов и повышают эффективность реакции. Химические методы, включая легирование, модификацию поверхности и химическую активацию, создают каталитические центры и функциональные группы, способствующие реакциям выделения водорода и кислорода. Сочетание обоих подходов позволяет получать высокоактивные, стабильные и светочувствительные материалы для передовых фотоэлектрохимических систем расщепления воды.

Методы исследования (на казахском) : Физикалық және химиялық әдістер суды тиімді бөлуге арналған материалдарды жетілдіру үшін кеңінен қолданылады. Физикалық әдістер, мысалы, термиялық күйдіру, плазмалық өңдеу және лазерлік сәулелендіру, фотоэлектродтардың кристалдық құрылымын, бетінің кедір-бұдырлығын және жарық сіңіру қабілетін жақсартады. Бұл процестер зарядтардың бөлінуін және реакция тиімділігін арттырады. Химиялық әдістер, соның ішінде легирлеу, беткі модификация және химиялық активтендіру, сутегі мен оттегінің бөліну реакцияларын жеңілдететін каталитикалық орталықтар мен функционалды топтарды енгізеді. Екі әдісті біріктіру арқылы жоғары белсенді, тұрақты және жарыққа сезімтал материалдар алуға болады, олар су фотокаталитикалық ыдырату жүйелерінде қолданылады.

Obtained results and novelty (in Russian) : Тонкие плёнки оксида цинка (ZnO) были синтезированы методом магнетронного распыления. Наноструктурированные плёнки оксида цинка, полученные этим методом, проявили высокую активность в процессе фотокаталитического разложения воды и выделения водорода. Установлено, что наноструктуры ZnO демонстрируют отличные результаты при фотокаталитическом расщеплении воды и производстве водорода. Новизна: повышение эффективности устройства за счёт одновременного улучшения сбора света и окислительно-восстановительных реакций посредством применения полупроводниковых металлических оксидов в нескольких фотоанодных и фотокатодных структурах.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : ZnO жұқа қабықшалары магнетрондық бүрку жүйесі арқылы синтезделді. Мырыш оксидінің (ZnO) наноқұрылымды жұқа қабықшалары магнетрондық бүрку әдісімен синтезделді. ZnO қабықшалары суды фотокаталитикалық ыдырату және сутек бөлу үдерісінде жоғары белсенділік танытатыны анықталды. ZnO наноқұрылымды қабықшалары суды фотокаталитикалық ыдырату және сутек түзу үдерісінде жақсы нәтижелер көрсетті. Жаңалығы: жарықты бір мезгілде тиімді жинау мен тотығу-тотықсыздану реакцияларын жақсарту мақсатында бірнеше фотоанодтық және фотокатодтық құрылымдарда жартылай өткізгіш металл оксидтерін қолдану арқылы құрылғының өнімділігін арттыру.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Ожидается, что результаты исследования принесут значительные социальные и экономические выгоды. Разработка фотоанодных и фотокатодных структур с высоким светопоглощением поможет предотвратить вред здоровью и окружающей среде, снизить энергозатраты населения и стимулировать экономический рост. Внедрение тандемных устройств создаст новые рабочие места, поддержит развитие отечественных стартапов в фотоэлектрохимии и подготовит молодых учёных, повышая потребность в высококвалифицированных кадрах и специалистах с учёной степенью.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Бұл зерттеу нәтижелері айтарлықтай әлеуметтік және экономикалық пайда әкеледі деп күтілуде. Жарықты тиімді сіңіретін фотоанодтық және фотокатодтық құрылымдарды әзірлеу халық денсаулығы мен қоршаған ортаға зиянды әсерлердің алдын алып, энергия шығынын азайтады және экономикалық өсуді ынталандырады. Тандемдік құрылғыларды енгізу жаңа жұмыс орындарын ашып, фотоэлектрохимия саласындағы отандық стартаптардың дамуын қолдайды, жас ғалымдарды даярлауға ықпал етіп, жоғары білікті кадрлар мен ғылыми дәрежесі бар мамандарға сұранысты арттырады.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Использование полупроводниковых металлических оксидов, обладающих подходящими свойствами для фотокатализа, обещает повысить эффективность процессов расщепления воды, обеспечивая более устойчивое и экологичное производство водорода. Это будет способствовать развитию возобновляемой энергетики и улучшению качества жизни населения, делая их основными бенефициарами достижений в области материаловедения

Efficiency (in Kazakh) : Фотокатализге қолайлы қасиеттері бар жартылай өткізгіш металл оксидтерін пайдалану суды ыдырату үдерістерінің тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді, бұл өз кезегінде сутегіні неғұрлым тұрақты және экологиялық таза әдіспен өндіруге жағдай жасайды. Бұл жаңартылатын энергетиканың дамуына және халықтың өмір сүру сапасының артуына ықпал етіп, оларды материалтану саласындағы жетістіктердің негізгі бенефициарларына айналдырады.

Field of application (in Russian) : Энергетика

Field of application (in Kazakh) : Энергетика