Inventory number IRN Number of state registration
0321РК00541 AP08856725-KC-21 0120РК00583
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 1 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 1
Patents Amount of funding Code of the program
0 21000012 AP08856725
Name of work
Натриевые аккумуляторы для крупногабаритных накопителей энергии в возобновляемой энергетике Казахстана
Type of work Source of funding Report authors
Applied Мальчик Фёдор Игоревич
0
1
0
1
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Объектами исследования являются водный насыщенный электролит на основе перхлората натрия, катодный материал на основе солей берлинской лазури, анодный материал, натриевый аккумулятор на основе водного электролита.

Зерттеу объектілері натрий перхлораты негізіндегі сулы қаныққан электролит, берлин көгілдірі тұздарында негізделген катодты материал, анодты материал, Су электролиті негізіндегі натрий аккумуляторы болып табылады.

Целью работы является разработка и изготовление оптимизированного прототипа натриевого аккумулятора на основе водного электролита для крупногабаритных накопителей энергии. В процессе реализации проекта планируется синтез, оптимизация, модификация и тестирование катодных и анодных материалов, подбор электролита с широким окном стабильности, подбор токоотводов.

Жұмыстың мақсаты ірі габаритті энергия жинақтағыштар үшін сулы электролит негізінде натрий аккумуляторының оңтайландырылған прототипін көрсету болып табылады. Жобаны іске асыру барысында катодты және анодты материалдарды синтездеу, оңтайландыру, модификациялау және тестілеу, кең тұрақтылық терезесі бар электролитті таңдау, ток бұрғыштарды таңдау жоспарлануда.

Методы исследования: рентгенофазовый анализ, дифракционный анализ размера частиц, сканирующая электронная микроскопия, цикловольтамперометрия, гальваностатическое циклирование,

Зерттеу әдістері: рентгенофазалы анализ, бөлшектер өлшемдерінің дифракционды анализі, сканерлеуші электронды микроскопия, цикловольтамперометрия, гальваностатикалық циклдеу.

1. Синтезированы гексацианоферраты железа с различной структурированностью, размером частиц и электрохимическими показателями. 2. Определены емкости материалов при различных плотностях тока, рассчитаны их кинетические параметры. 3. Выбран материал с наибольшей стабильностью, емкостью и скоростными характеристиками. 4. Подобраны подложки с оптимальным значением перенапряжения выделения водорода для уменьшения вклада паразитных реакций. Титан имеет оптимальное значение перенапряжения выделения кислорода в исследуемом электролите, но из-за высокой плотности титановой положки целесообразнее использовать графитовую фольгу. Значение электрохимического окна стабильности на графитовой фольге – 2,5 В. 5. Анодный материал на основе NaTi2(PO4)3 имеет тонкое углеродное покрытие, формирующееся при карботермальном разложении винной кислоты. По результатам электронной микроскопии видно, что получены агрегированные частицы NTP, состоящие из сфероподобных наночастиц d ≈ 500 нм. 6. Синтезированный NTP обладает емкостью в 81 мАч/г, рассчитанной по результатам ЦВА при 5 мВ/c. Длительное циклирование в гальваностатическом режиме свидетельствует о приемлемой стабильности материала на протяжении 150 циклов с сохранением 80% от изначальной емкости при фарадеевской эффективности процесса 97,8%. Новизна заключается в создании варианта натриевого источника тока с концентрированным водным электролитом и модифицированным катодным материалом из группы металоцианатов.

. Әр түрлі құрылымы, бөлшектердің мөлшері және электрохимиялық көрсеткіштері бар темір гексацианоферраттары синтезделді. 2. 2. Синтезделген материалдардың әртүрлі ток тығыздығында сыйымдылығы анықталды, олардың кинетикалық параметрлері есептелді. 3. 3. Ең жоғары тұрақтылық, сыйымдылық және жылдамдық сипаттамалары бар материал таңдалды. 4. 4. Паразиттік реакциялардың үлесін азайту үшін сутектің бөлінуінің оңтайлы мәні бар төсеніштер таңдалды. Титан зерттелетін электролитте оттегінің артық бөлінуінің оңтайлы мәніне ие, бірақ титан жоғары тығыздығына байланысты графит фольгасын қолданған дұрыс. Графит фольгасындағы электрохимиялық тұрақтылық терезесінің мәні 2,5 В құрайды. 5. 5. NaTi2(PO4)3 негізіндегі анодты материал тартар қышқылының карботермиялық ыдырауы кезінде пайда болатын жұқа көміртекті жабынға ие. Электронды микроскопия нәтижелері бойынша d ≈ 500 нм сфера тәрізді нанобөлшектерден тұратын NTP агрегатталған бөлшектері алынғанын көруге болады. 6. 6. Синтезделген NTP сыйымдылығы 81 мАсағ/г, 5 мВ/с бойы ЦВА нәтижелері бойынша есептелген. гальваностатикалық режимде ұзақ циклдену кезінде Фарадей процесінің тиімділігі 97,8% бастапқы сыйымдылықтан 80% сақтай отырып, 150 цикл ішінде материалдың қолайлы тұрақтылығын көрсетеді. Жаңалығы-концентрацияланған су электролиті және металоцианаттар тобынан модификацияланған катод материалы бар натрий ток көзінің нұсқасын жасау.

нет

жоқ

Эффективность заключается в возможности создания дешевых крупногабаритных накопителей энергии.

Тиімділігі арзан ірі габаритті энергия жинақтағыштарын құру мүмкіндігінде жатыр.

Область применения: химические источники тока.

Қолдану саласы: химиялық ток көздері.

UDC indices
541.13
International classifier codes
31.15.33;
Key words in Russian
натрий-ионные батареи; катоды; аноды; гексаферроцианиды; хранение энергии; насыщенные водные электролиты;
Key words in Kazakh
натрий-ионды батареялар; катодтар; анодтар; гексаферроцианидтер; энергияны сақтау; суперқаныққан сулы электролиттер;
Head of the organization Рамазанов Тлеккабул Сабитович Доктор физико-математических наук / профессор
Head of work Мальчик Фёдор Игоревич PhD / ассоциированный профессор