The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования является активированный углерод.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны – активтендірілген көміртегі.

Aim of work (in Russian) : Цель работы – разработка методов получения нанопористых углеродных материалов с заданными структурными характеристиками из отходов растительного сырья для электродов суперконденсаторов.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты – суперконденсатор электродтарына арналған өсімдік шикізатының қалдықтарынан берілген құрылымдық сипаттамаларға ие нанокеукті көміртекті материалдарды алу әдістерін әзірлеу.

Методы исследования (на русском) : Сканирующая электронная микроскопия, низкотемпературная физическая адсорбция азота (метод БЭТ), энергодисперсионный анализ (EDAX), Раман-спектроскопия, циклическая вольтамперометрия, гальваностатический заряд-разряд.

Методы исследования (на казахском) : Сканерлі электронды микроскопия, төмен температуралы физикалық азот адсорбциясы (BET әдісі), энергодисперсиялық талдау (EDAX), Раман спектроскопия, циклдік вольтамперметрия, гальваностатикалық заряд-разряд.

Obtained results and novelty (in Russian) : Новизна – применение процесса механической активации в качестве инструмента для регулирования процесса порообразования при получении нанопористого углеродного материала. Оптимизированы условия получения нанопористых углеродных материалов с удельной поверхностью 2850-2950 м2/г на основе рисовой шелухи и 2150–2250 м2/г на основе скорлупы грецкого ореха. Разработаны методы модифицирования нанопористого углеродного материала: чешуйчатым графеном в процессе активации карбонизата; наночастицами оксида никеля NiO и металлического никеля Ni способом термического разложения и восстановления из гексагидрата никеля; углеродными нанотрубками непосредственным синтезом на наночастицах никеля в нанопористом углеродном материале. Разработан технологический маршрут создания электродов с максимальными прочностными и удельными энергетическими характеристиками по отношению к электролитам 6М водного раствора KOH и органического электролита тетраэтиламмоний тетрафторборат. Методами циклической вольтамперометрии и гальваностатического заряда-разряда исследованы электрохимические характеристики созданных электродов и по полученным данным рассчитаны удельные емкости электродных материалов. С применением электролита 6М водного раствора KOH достигнута максимальная удельная электрическая емкость 267 Ф/г с электродным материалом, полученного на основе рисовой шелухи и модифицированного углеродными нанотрубками.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жаңалығы – нанокеуекті көміртекті материалды алу кезінде кеуек түзілу процесін реттеу құралы ретінде механикалық активтендіру процесін қолдану. Күріш қауызы негізінде меншікті беті 2850-2950 м2/г және грек жаңғағы қабығы негізінде 2150-2250 м2/г болатын нанокеуекті көміртекті материалдарды алу шарттары оңтайландырылды. Нанокеуекті көміртекті модификациялаудың төмендегідей бірнеше әдістері әзірленді: қабыршақты графенмен карбонизатты активтендіру процесі барысында; никель оксидінің NiO және металдық никельдің Ni нанобөлшектерімен никель гексагидратын термиялық ыдырату және тотықсыздандыру әдісімен; нанокеуекті көміртекті материалдағы никель нанобөлшектерінде көміртекті нанотүтікшелерді тікелей синтездеу әдісімен. KОН сулы ерітіндісінің 6М электролиттеріне және тетраэтиламмоний тетрафторборатының органикалық электролиттеріне қатысты максималды беріктігі мен меншікті энергетикалық сипаттамалары бар электродтарды құрудың технологиялық маршруты жасалды. Циклдік вольтамперометрия және гальваностатикалық заряд-разряд әдістерімен құрылған электродтардың электрохимиялық сипаттамалары эерттелінді және алынған мәліметтерді пайдаланып электрод материалдардың нақты сыйымдылығының мәндері есептелді. KОН сулы ерітіндісінің 6М электролитін қолдана отырып, күріш қауызы негізінде алынған және көміртекті нанотүтікшелермен модификацияланған электродты материалмен 267 Ф/г максималды электр сыйымдылығына қол жеткізілді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработаны методы получения нанопористых углеродных материалов с удельной поверхностью 2850-2950 м2/г (из рисовой шелухи) и удельной поверхностью 2150–2250 м2/г (из скорлупы грецкого ореха). Разработаны методы модифицирования нанопористого углерода чешуйчатым графеном, наночастицами никеля и его оксидами, фуллеренами, а также углеродными нанотрубками. Определен оптимальный состав и соотношение компонентов электродного материала, который максимально усиливает прочностные характеристики созданных электродов суперконденсаторов по отношению к электролитам на водной и органической основах (80-82% – нанопористый углеродный материал; 9-11% – электропроводящий углерод (сажа); 8-10% – связующий полимер поливинилиденфторид). Созданы электроды для суперконденсаторов с максимальной удельной емкостью 267 Ф/г с электролитом 6М водного раствора KOH и 179 Ф/г с органическим электролитом тетраэтиламмоний тетрафторборат.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Меншікті беті 2850-2950 м2/г (күріш қауызынан) және меншікті беті 2150-2250 м2/г (грек жаңғағы қабығынан) болатын нанокеуекті көміртекті материалдарды алу әдістері әзірленді. Нанокеуекті көміртекті қабыршақ графенмен, никель нанобөлшектерімен және оның оксидтерімен, фллеренмен сондай-ақ көміртекті нанотүтікшелермен модификациялау әдістері жасалды. Су және органикалық негіздегі электролиттерге қатысты жасалған суперконденсатор электродтарының беріктік сипаттамаларын максималды арттыратын электрод материалы компоненттерінің оңтайлы қатынасы мен құрамы анықталды (80-82% нанопорлы көміртекті материал; 9-11% – электр өткізгіш көміртек (күйе); 8-10% – байланыстыратын полимер поливинилиденфторид). KОН сулы ерітіндісі негізіндегі 6М электролитімен максималды меншікті сыйымдылығы 267 Ф/г болатын және тетраэтиламмоний тетрафторборатының органикалық электролитімен 179 Ф/г болатын суперконденсаторларға арналған электродтар жасалынды.

Level of implementation (in Russian) : Предлагаемая авторами разработка имеет перспективу внедрения и является экономически привлекательным объектом финансирования для мелкосерийного выпуска нанопористых материалов различного назначения и суперконденсаторов на малых предприятиях, занимающихся производством риса и очищенного от внешних защитных оболочек плодов семян. Это обстоятельство в социальном и экономическом аспектах актуально для развития среднего и малого бизнеса в Казахстане и обеспечения новых рабочих мест.

Level of implementation (in Kazakh) : Авторлар ұсынған әзірлемені енгізу перспективасына ие және күріш өндірумен айналысатын және сыртқы қорғаныш қабығынан тазартылған жемістер тұқымын өндірумен айналысатын шағын кәсіпорындарда әртүрлі мақсаттағы нанокеуекті материалдар мен суперконденсаторларды шағын сериялы шығару үшін қаржыландырудың экономикалық тартымды объектісі болып табылады. Бұл жағдай әлеуметтік және экономикалық аспектіде Қазақстандағы орта және шағын бизнесті дамыту және жаңа жұмыс орындарын қамтамасыз ету үшін өзекті болып табылады.

Efficiency (in Russian) : Разрабатываемые в проекте методы получения нанопористых углеродных материалов с заданными характеристиками, востребованы не только при создании систем хранения водорода, но и в качестве перспективных материалов для создания сорбентов, носителей катализаторов и систем хранения электроэнергии.

Efficiency (in Kazakh) : Жобада әзірленген берілген сипаттамалары бар нанокеуекті көміртекті материалдарды алу әдістері суперконденсаторларға арналған электродты материалдар ретінде ғана емес, сонымен қатар сорбенттерді, катализаторларды тасығыштарды және сутегі мен электр энергиясын сақтау жүйелерін құруға арналған перспективалық материалдар ретінде де жоғары сұранысқа ие болады

Field of application (in Russian) : Разрабатываемые методы получения нанопористых углеродных материалов с заданными характеристиками, будут востребованы в качестве электродных материалов для суперконденсаторов, а также в качестве перспективных материалов для создания сорбентов, носителей катализаторов и систем хранения водорода и электроэнергии.

Field of application (in Kazakh) : Жобада әзірленген берілген сипаттамалары ие нанокеуекті көміртекті материалдарды алу әдістері суперконденсаторларға арналған электродты материалдар ретінде, сонымен қатар сорбенттерді, катализаторларды және сутегі мен электр энергиясын сақтау жүйелерін жасауға арналған перспективалық материалдар ретінде де жоғары сұранысқа ие.