Inventory number IRN Number of state registration
0220РК01155 AP05135539-OT-20 0118РК00333
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 1 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 1
Number of books Appendicies Sources
3 4 15
Total number of pages Patents Illustrations
41 0 20
Amount of funding Code of the program Table
7077000 AP05135539 0
Code of the program's task under which the job is done
AP05135539
Name of work
Получение углеродных нанотрубок в реакторе с псевдокипящим слоем катализатора и их применение в электроэнергетических системах
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Applied Материалы
Report authors
Смагулова Гаухар Толбаевна , Приходько Николай Георгиевич , Мансуров Зулхаир Аймухаметович , Лесбаев Айдос Бакытжанович , Есболов Нурмахан Баядилулы , Артыкбаева Мерует Толбаевна ,
0
0
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт проблем горения"
Abbreviated name of the service recipient ИПГ
Abstract

Объектом исследования являются углеродные нанотрубки, полученные методом химического парофазного осаждения в реакторе с псевдокипящим слоем катализатора.

Зерттеу объектісі катализатордың жалған қайнайтын қабаты бар реакторда химиялық буфазды тұндыру әдісімен алынған көміртекті нанотрүтікшелер болып табылады.

Цель проекта – массовый синтез углеродных нанотрубок в реакторе с псевдокипящим слоем катализатора из газообразных углеводородов и полимерных отходов и их применение в электроэнергетических системах и создания новых функциональных материалов.

Жобаның мақсаты – газ тәрізді көмірсутектерден және полимерлік қалдықтардан жасалған катализатордың жалған қайнайтын қабаты бар реакторда көміртекті нанотүтіктерді жаппай синтездеу және оларды электр энергетикалық жүйелерде қолдану және жаңа функционалдық материалдар жасау.

В рамках реализации проекта применялись современные методы физико-химического анализа: сканирующая электронная микроскопия, оптическая микроскопия, метод низкотемпературной физической адсорбцией азота (метод БЭТ), энергодисперсионный анализ (EDAX), рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализы, циклическая вольтамперометрия и Раман-спектроскопия.

Жобаның бөлігі ретінде физика-химиялық талдаудың заманауи әдістері қолданылды: сканерден өтетін электрондық микроскопия, оптикалық микроскопия, төмен температуралық физикалық азот адсорбциясы (BET әдісі), энергетикалық дисперсиялы талдау (EDAX), рентгендік фазалық талдау және рентгендік дифракционды талдау, циклдық вольтамперометрия және Раман спектроскописы.

Были изготовлены электроды суперконденсаторов на основе углеродных нанотрубок. Для улучшения характеристик удельной емкости электродов были изготовлены углерод-углеродные композиционные электроды на основе активированных углей из РШ и СГО, углеродных нанотрубок. Значения удельной емкости для электрода АУ-РШ и УНТ составляет 145 - 115 Ф/г, для АУ-СГО и УНТ 162 - 112 Ф/г. Были получены электроды псевдоконденсаторов на основе УНТ с частицами Ni(OH)2. Гравиметрическая емкость для электродов (УНТ-Ni(OH)2) (-60 мА) составила 843,7 - 594,4 Ф/г, для (УНТ-Ni(OH)2) (-120 мА) 953,5 - 418,9 Ф/г.

Көміртекті нанотүтікшелерге негізделген суперконденсатор электродтары жасалды. Электродтардың меншікті сыйымдылығының сипаттамаларын жақсарту үшін КҚ және ЖҚ-нан жасалынған белсендірілген көмір, көміртекті нанотүтікшелер негізінде көміртекті-көміртекті композициялық электродтар жасалды. АК- КҚ және КНТ электродының меншікті сыйымдылығының мәні 145 - 115 Ф/г, АК-ЖҚ және КНТ үшін 162 - 112 Ф/г құрайды. Ni(OH)2 бөлшектері бар КНТ негізінде псевдоконденсатор электродтары алынды. УНТ-Ni(OH)2 (-60 мА) электродтардын гравиметриялық сыйымдылық 843,7 - 594,4 Ф/г, УНТ-Ni(OH)2 (-120 мА) үшін 953,5 - 418,9 Ф/г құрады.

За отчетный период были запланированы работы по получению композитных электродов на основе углеродных нанотрубок для систем хранения энергии и исследование их характеристик.На основании полученных результатов были изготовлены опытные образцы суперконденсаторов с электродами на основе нержавеющей стали и пористого никеля. Установлено, что суперконденсатор на основе электродов – пористый никель/АУ/УНТ/PVDF, имеет лучшие показатели удельной емкости 0,042 Ф/см2. На основании полученных результатов подготовлены рекомендации по синтезу углеродных нанотрубок с заданными характеристиками из ацетилена, бензола и полиэтиленовых отходов. Были подготовлены рекомендации по применению углеродных нанотрубок для изготовления электродов суперконденсаторов и псевдоконденсаторов.

Есепті кезеңде энергияны сақтау жүйелері үшін көміртекті нанотүтікшелер негізінде композитті электродтарды алу және олардың сипаттамаларын зерттеу жұмыстары жоспарланған болатын.Алынған нәтижелер негізінде тот баспайтын болаттан және кеуекті никельден жасалған электродтары бар суперконденсатордың тәжірибелік үлгілері жасалды. Кеуекті никель/АК/КНТ/PVDF электрод негізіндегі суперконденсатор меншікті сыйымдылығының ең жақсы көрсеткіштеріне ие екендігі анықталды – 0,042 Ф/см2. Алынған нәтижелер негізінде ацетилен, бензол және полиэтилен қалдықтарынан берілген сипаттамалары бар көміртекті нанотүтікшелерді синтездеу бойынша ұсыныстар дайындалды. Суперконденсаторлар мен псевдоконденсаторлардың электродтарын жасау үшін КНТ қолдану бойынша ұсыныстар дайындалды.

Не внедрено

Енгізілмеген

Углеродные нанотрубки имеют перспективу применения для создания фильтров, изготовления одежды, датчиков, электроники, в системах хранения энергии, сенсорах и т.д. Результаты исследований по получению композитных электродов суперконденсаторов и псевдоконденсаторов имеют практический интерес для создания суперконденсаторных модулей и псевдоконденсаторов с улучшенными показателями удельной емкости.

Көміртегі нанотүтікшілер сүзгілер, киім тігу, сенсорлар, электроника, энергия сақтау жүйелері, және т.б. заттарды жасау үшін перспективалық қолданысқа ие. Суперконденсаторлар мен псевдоконденсаторлардың композиттік электродтарын алу бойынша зерттеу нәтижелері меншікті сыйымдылық көрсеткіштері жақсартылған суперконденсаторлық модульдер мен псевдоконденсаторларды жасау үшін практикалық қызығушылық тудырады.

UDC indices
661.669
International classifier codes
31.23.15; 61.51.21; 87.53.13;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
Углеродные нанотрубки; Газообразные и жидкие углеводороды; Ацетилен; Псевдокипящий катализатор; Электроэнергетические системы; Электрод; Суперконденсатор; Псеводоконденсатор; Вольтамперная характеристика; Гравиметрическая емкость; Гидроксид никеля;
Key words in Kazakh
Көміртек нанотүтікшілер; Газ және сұйық көмірсутектер; Ацетилен; Жалған қайнайтын катализатор; Электр энергетикалық жүйелер; Электрод; Суперконденсатор; Псеводоконденсатор; Вольтамперметірлік сипаттамасы; Гравиметриялық сыйымдылық; Никель гидроксиді;
Head of the organization Кетегенов Тлек Айтмуханович Доктор химических наук /
Head of work Смагулова Гаухар Толбаевна Доктор философии (PhD) по специальности "Наноматериалы и нанотехнологии" / Нет
Native executive in charge Приходько Николай Георгиевич Профессор