The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования, разработки и проектирования в рамках данного проекта является высокоэффективный твёрдооксидный топливный элемент (ТОТЭ) на несущей металлической основе, включающий функциональные слои анода, электролита и катода, сформированные методами самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), трафаретной печати и магнетронного распыления.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Осы жоба шеңберіндегі зерттеу, әзірлеу және жобалау нысаны - өздігінен таралатын жоғары температуралы синтез (ӨТС), трафаретті басып шығару және магнетронды тозаңдату әдістерімен құрылған, анодтың, электролиттің және катодтың функционалды қабаттарын қамтитын тірек металл негізіндегі жоғары тиімді қатты оксидті отын элементі (ҚООЭ).

Aim of work (in Russian) : Целью данного проекта является разработка энергоэффективного электрогенерирующего устройства на основе ТОТЭ с несущей металлической основой, анодом из NiO/YSZ, тонкопленочным электролитом YSZ, нанесенным методом магнетронного распыления, и катодом из LSCF. Проект направлен на исследование влияния состава и параметров синтеза материалов на их физико-химические и электрохимические свойства для достижения максимальной производительности и долговечности ТОТЭ. Результаты работы позволят создать научно обоснованные рекомендации по оптимизации структуры и состава компонентов для их коммерческого применения.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жобаның мақсаты - тірек металл өзегі, NiO2/YSZ анодты, магнетронмен шашыратылған YSZ жұқа қабықшалы электролиті және LSCF катодты қатты оксидті отын элементіне (ҚООЭ) негізделген энергия үнемдейтін энергия өндіруші құрылғыны әзірлеу. Жобаның мақсаты - ҚООЭ-нің максималды өнімділігі мен беріктігіне қол жеткізу үшін материалдардың құрамы мен синтез параметрлерінің олардың физика-химиялық және электрохимиялық қасиеттеріне әсерін зерттеу. Нәтижелер коммерциялық қолданбалар үшін компоненттердің құрылымы мен құрамын оңтайландыру бойынша ғылыми негізделген ұсыныстарды әзірлеуге мүмкіндік береді.

Методы исследования (на русском) : Самораспространяющий высокотемпературный синтез (СВС), Магнетронное распыление, Трафаретная печать, Термографический анализ (ТГА/ДТА), Рентгеновскоя дифракция (XRD), Сканирующая электронная микроскопия (SEM), Рентгеноспектральный микроанализ (EDS/EDX), Импедансная спектроскопия (EIS), Дилатометрия

Методы исследования (на казахском) : Өздігінен таралатын жоғары температуралы синтез (ӨТС), Магнетронды шашырату, Экранды басып шығару,Термографиялық талдау (TGA/DTA), Рентгендік дифракция (XRD), Сканерлеуші ​​электронды микроскопия (SEM), Энергия диссипациялық микротал (EDS/EDX), Импеданс спектроскопиясы (EIS), Дилатометрия

Obtained results and novelty (in Russian) : Разработана технология получения пористой металлической основы Ni–Al методом СВС с оптимальными параметрами (Ni:Al = 1:1, T ≈ 1400 °C, Ar), обеспечившая пористость 45–60 % и прочность до 150 МПа. Получен анодный слой NiO/YSZ толщиной 25–35 мкм с адгезией 18–22 МПа и высокой термостабильностью. Определены условия осаждения плотного электролита YSZ, обеспечивающего высокую ионную проводимость и совместимость слоёв. Электрохимические испытания показали плотность мощности ячеек до 2,0 Вт/см² при 700–850 °C. Научная новизна состоит в создании управляемой технологии формирования многослойного ТОТЭ на металлической основе, обеспечивающей согласование термомеханических свойств и высокую энергоэффективность.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Оңтайлы параметрлері бар (Ni:Al = 1:1, T ≈ 1400 °C, Ar) SHS көмегімен кеуекті Ni-Al металл негізін алу технологиясы әзірленді. Бұл технология 45-60% кеуектілікті және 150 МПа дейінгі беріктік береді. Қалыңдығы 25-35 мкм, адгезиясы 18-22 МПа және жоғары термиялық тұрақтылығы бар NiO/YSZ анод қабаты алынды. Жоғары иондық өткізгіштікті және қабат үйлесімділігін қамтамасыз ететін тығыз YSZ электролитін тұндыру шарттары анықталды. Электрохимиялық сынақтар 700-850 °C температурада 2,0 Вт/см² дейінгі ұяшық қуатының тығыздығын көрсетті. Ғылыми инновация металл негізінде көп қабатты SOFC түзудің басқарылатын технологиясын жасауда жатыр, бұл термомеханикалық қасиеттердің үйлесімділігін және жоғары энергия тиімділігін қамтамасыз етеді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Реализация проекта заложит основу для дальнейших исследований в области твёрдооксидных топливных элементов (ТОТЭ) и позволит сформировать экспериментальную базу для отработки отечественных технологий их получения. Полученные результаты послужат отправной точкой для постепенного перехода от лабораторных испытаний к прикладным разработкам и созданию опытных образцов. Проект будет способствовать развитию компетенций в области водородной и электрохимической энергетики, а также подготовке кадров, владеющих современными методами синтеза и нанесения функциональных слоёв. В перспективе результаты исследования могут стать основой для внедрения доступных и энергоэффективных решений в сфере малой энергетики.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жобаны іске асыру қатты оксидті отын элементтері (ҚООЭ) саласындағы зерттеулерді одан әрі жүргізуге негіз болады және оларды өндіруге арналған отандық технологияларды әзірлеу үшін эксперименттік базаны құрады. Алынған нәтижелер зертханалық сынақтан қолданбалы әзірлемелерге және прототиптерді жасауға біртіндеп көшудің бастапқы нүктесі болады. Жоба сутегі және электрохимиялық энергия салаларындағы құзыреттіліктерді дамытуға, сондай-ақ функционалды қабаттарды синтездеу мен тұндырудың заманауи әдістерін меңгерген мамандарды даярлауға ықпал етеді. Болашақта зерттеу нәтижелері шағын көлемді энергия өндіру саласында қолжетімді және энергия үнемдейтін шешімдерді енгізу үшін негіз бола алады.

Level of implementation (in Russian) : Научный проект не законченный, поэтому степень внедрения не предусмотрено

Level of implementation (in Kazakh) : Ғылыми жоба аяқталмаған, сондықтан оны іске асыру деңгейі көрсетілмеген.

Efficiency (in Russian) : Разработанная технология создания твёрдооксидного топливного элемента на несущей металлической основе Ni–Al демонстрирует высокую техническую и научную эффективность. Проведённые исследования подтвердили достижение оптимальных конструктивных и функциональных характеристик на раннем этапе проекта: обеспечена стабильная пористая структура основы, высокая адгезия анодного слоя NiO/YSZ и термостойкость многослойной системы при температурах до 1000 °C.

Efficiency (in Kazakh) : Ni-Al металл тірек негізінде қатты оксидті отын элементін жасаудың әзірленген технологиясы жоғары техникалық және ғылыми тиімділікті көрсетеді. Жүргізілген зерттеулер жобаның алғашқы кезеңінде оңтайлы дизайн мен функционалдық сипаттамаларға қол жеткізілгенін растады: тұрақты кеуекті негіз құрылымы, NiO/YSZ анод қабатының жоғары адгезиясы және көп қабатты жүйенің 1000°C дейінгі температурадағы термиялық тұрақтылығы.

Field of application (in Russian) : Основные направления применения включают: – энергоснабжение промышленных и научных объектов, требующих стабильного автономного источника электроэнергии; – модульные и портативные энергетические установки для удалённых районов, исследовательских станций и военной техники; – резервные и аварийные источники питания с длительным сроком службы и низким уровнем выбросов; – гибридные энергетические системы, работающие совместно с солнечными или водородными установками; – высокоэффективные водородные энергоустановки для транспорта и стационарных систем.

Field of application (in Kazakh) : Негізгі қолданылу аясына мыналар кіреді: – тұрақты, автономды қуат көзін қажет ететін өнеркәсіптік және ғылыми нысандарды электрмен жабдықтау; – шалғай аудандарға, зерттеу станцияларына және әскери техникаға арналған модульдік және портативті қуат жүйелері; – ұзақ қызмет ету мерзімі және төмен шығарындылары бар резервтік және апаттық қуат көздері; – күн немесе сутегі жүйелерімен бірге жұмыс істейтін гибридті энергия жүйелері; – көлік және стационарлық жүйелерге арналған жоғары тиімді сутегі қуат жүйелері.