The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования данного проекта являются оксидные перовскиты MTiO₃ (где M = Sr, Ca, Ba), представляющие собой твердые растворы перовскитного типа.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Осы жобаның зерттеу объектісі – MTiO₃ (мұндағы M = Sr, Ca, Ba) оксидті перовскиттері, олар перовскиттік типтегі қатты ерітінділерді құрайды.

Aim of work (in Russian) : Основная цель данного проекта заключается в разработке фотокатализаторов, основанных на твердых растворах MTiO3(где M = Sr, Ca, Ba) перовскита, а также на мезокристаллических сверхструктурах и композитных частицах с разнообразными типами поверхностей.

Aim of work (in Kazakh) : Осы жобаның негізгі мақсаты – MTiO₃ (мұндағы M = Sr, Ca, Ba) перовскитінің қатты ерітінділеріне негізделген фотокатализаторларды, сондай-ақ әртүрлі беттік типтері бар мезоқұрылымды суперқұрылымдар мен композиттік бөлшектерді әзірлеу болып табылады.

Методы исследования (на русском) : Для всех вычислений использовался метод теории функционала плотности (DFT) с применением программного комплекса VASP. Исследование сочетало экспериментальные и теоретические методы: синтезированные перовскитные фотокатализаторы подвергались комплексной экспериментальной характеристике и теоретическому анализу электронной структуры. Сравнение расчетных и экспериментальных данных позволило глубже понять взаимосвязь между структурой и свойствами материалов. Корректное описание обменно-корреляционных взаимодействий в рамках DFT и выбор подходящего функционала использовались для обеспечения высокой точности расчетов. Ab initio методы применялись для изучения геометрической релаксации и электронных возбуждений. Выполнялось высокоточное моделирование зонной структуры с учётом допирования и экспериментальных измерений энергетических зон. Разрабатывалась детальная модель зонной структуры допированных материалов с использованием современных методов квантовой химии DFT. Экспериментальные исследования подтверждали теоретические предсказания и позволяли глубже изучить электронные свойства материалов. Масштабные исследования на основе гибридных функционалов DFT использовались для анализа взаимодействия различных адсорбатов с поверхностью допированных оксидов, представляя собой оригинальный научный вклад.

Методы исследования (на казахском) : Барлық есептеулерде тығыздық функциясы теориясы (DFT) әдісі VASP бағдарламалық кешені арқылы пайдаланылды. Зерттеу эксперименттік және теориялық әдістердің үйлесімі ретінде жүргізілді: синтезделген перовскиттік фотокатализаторлар кешенді эксперименттік сипаттаудан өтіп, электрондық құрылымының теориялық есептеулерімен толықтырылды. Есептеу және эксперименттік деректерді салыстыру материалдардың құрылымы мен қасиеттері арасындағы өзара байланысты тереңірек түсінуге мүмкіндік берді. DFT шеңберінде алмасу-корреляциялық өзара әрекеттестіктердің дұрыс сипатталуы және функционалдың дұрыс таңдалуы есептеулердің жоғары дәлдігін қамтамасыз ету үшін қолданылды. Ab initio әдістер геометриялық релаксация мен электрондық қозу процестерін зерттеу үшін пайдаланылды. Зоналық құрылым жоғары дәлдікпен модельденіп, қоспаланған және эксперименттік энергетикалық зоналардың өлшемдері есепке алынды. Қоспаланған материалдардың зоналық құрылымының егжей-тегжейлі моделі қазіргі заманғы DFT кванттық химия әдістерін қолдану арқылы әзірленді. Эксперименттік зерттеулер теориялық болжамдарды растап, материалдардың электрондық қасиеттерін тереңірек зерттеуге мүмкіндік берді. DFT гибридтік функционалдарына негізделген масштабты зерттеулер әртүрлі адсорбаттардың қоспаланған оксидтердің бетімен өзара әрекеттесуін талдауға қолданылып, түпнұсқа ғылыми үлес болып табылады.

Obtained results and novelty (in Russian) : Были получены результаты вычислений с использованием метода теории функционала плотности (DFT), которые позволили определить оптимальные конфигурации оксидов MTiO₃ (где M = Sr, Ca) с перовскитной структурой для достижения максимальной производительности фотокатализа, а также оптимальный состав легирующих компонентов, способствующих повышению эффективности процесса разложения воды.Исследование расщепления воды представляет собой перспективную стратегию для устойчивого создания возобновляемого водорода и преодоления кризиса в энергетике и экологической области в мире. Изучение доступных, эффективных и устойчивых фотокатализаторов является важным подходом для реализации процесса расщепления воды с использованием солнечной энергии. Для повышения эффективности процесса прямого преобразования солнечной энергии в водород (STH) необходимо разработать новые фотокатализаторы или системы фотоэлектрохимического расщепления воды (PEC), обладающие высокой активностью и способностью поглощать широкий спектр света.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Тығыздық функциясы теориясы (DFT) әдісін пайдаланып жүргізілген есептеулер нәтижесінде фотокатализ тиімділігін арттыру үшін перовскиттік құрылымға ие MTiO₃ оксидтерінің (мұндағы M = Sr, Ca) оңтайлы конфигурациялары, сондай-ақ суды бөлудің процесін жақсартуға ықпал ететін легирлеуші компоненттердің оңтайлы құрамы анықталды. Суды бөлуді зерттеу тұрақты түрде жаңартылатын сутегі өндіру және әлемдік энергетикалық және экологиялық дағдарысты шешу үшін перспективалы стратегия болып табылады. Қолжетімді, тиімді және тұрақты фотокатализаторларды зерттеу күн энергиясын пайдалана отырып суды бөлуді жүзеге асырудың маңызды әдісі болып табылады. Күн энергиясын тікелей сутегке айналдыру процесінің (STH) тиімділігін арттыру үшін жоғары белсенділігі бар және кең спектрдегі жарықты сіңіру қабілетіне ие жаңа фотокатализаторлар немесе фотоэлектрохимиялық суды бөлетін (PEC) жүйелерді әзірлеу қажет.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные и технико-экономические показатели включают высокую эффективность фотокатализаторов при расщеплении воды и скорость образования водорода. Важными характеристиками являются стабильность материала при многократном использовании и оптимальное поглощение солнечного света. Экономические показатели охватывают стоимость синтеза, возможность масштабного производства и практическую окупаемость технологии.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі конструкциялық және техникалық-экономикалық көрсеткіштерге суды фотокаталитикалық бөлуде жоғары тиімділік пен сутегі өндірісінің жылдамдығы жатады. Маңызды сипаттамаларға материалдың бірнеше рет қолданылғанда тұрақтылығы және күн сәулесін тиімді сіңіруі кіреді. Экономикалық көрсеткіштерге синтездің құны, ауқымды өндіріс мүмкіндігі және технологияның практикалық тиімділігі жатады.

Level of implementation (in Russian) : нет

Level of implementation (in Kazakh) : жоқ

Efficiency (in Russian) : нет

Efficiency (in Kazakh) : жоқ

Field of application (in Russian) : Полученные фундаментальные научные результаты должны найти применение в области альтернативной энергетики и энергосбережения. Эти результаты могут быть использованы для разработки новых материалов и технологий, которые могут помочь нам сократить нашу зависимость от ископаемого топлива и сделать нашу энергетическую систему более устойчивой.

Field of application (in Kazakh) : Алынған іргелі ғылыми нәтижелер альтернативті энергетика және энергияны үнемдеу саласында қолданылуы тиіс. Бұл нәтижелер жаңа материалдар мен технологияларды әзірлеуде пайдаланылып, қазбалы отынға тәуелділікті азайтуға және энергетикалық жүйемізді тұрақты етуге көмектесуі мүмкін.