The object of research, development or design (in Russian) : нанокомпозитные материалы для фотоэлектрохимических реакций

The object of research, development or design (in Kazakh) : фотоэлектрохимиялық реакцияларға арналған нанокомпозиттік материалдар

Aim of work (in Russian) : Целью Проекта является развитие методов формирования активных слоев фотоанода системы расщепления воды под действием света.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты жарық әсерінен суды ыдырату жүйесінің фотоанодының белсенді қабаттарын қалыптастыру әдістерін дамыту болып табылады.

Методы исследования (на русском) : • Электрохимический и гидротермальный синтез равномерного массива ZnO для формирования базового слоя фотоактивного нанокомпозитного материала; • Методика гидротермального и послойного осаждения layer-by-layer (LbL) для осаждения наночастиц и наноразмерных плёнок сульфида кадмия для формирования промежуточного и приграничного слоев фотоактивного нанокомпозита

Методы исследования (на казахском) : • Фотобактивті нанокомпозит материалының базалық қабатын қалыптастыру үшін ZnO біркелкі массивін электрохимиялық және гидротермалдық синтездеу; • Фотоактивті нанокомпозиттің аралық және шекаралық қабаттарын қалыптастыру үшін кадмий сульфидінің нанобөлшектері мен наноөлшемді пленкаларын тұндыруға арналған layer-by-layer, гидротермалды және қабатты тұндыру әдістемесі;

Obtained results and novelty (in Russian) : Нанесение тонких пленок CdS на массив наноструктурированного полупроводникового ZnO путем иерархического гидротермального и послойного осаждений приводит к образованию нанокомпозитов ZnO/CdS. Нанокомпозит ZnO/CdS проявляет повышение светочувствительности материала в видимом диапазоне солнечного спектра. Также обнаружено, что при одном шаге в десять циклов послойного иерархического осаждения CdS на массивов ZnO методом LbL, нанокомпозитом ZnO/CdS проявляются фотоэлектрохимические свойства в электрохимической ячейке с электролитом на основе 0.1M KCl при нулевом напряжении смещения при нормальном показателе pH. Генерируемый фототок при таком исполнении фотоэлектрода достигает 110 мкА/(кв.см). Уровень фототока в фотоэлектрохимических процессах разложения молекулы воды при облучении иерархически декорированных 2D структур ZnO десятью слоями CdS методом LbL превышают 105 мкА/кв.см. Измерение количества сгенерированного газообразного водорода проводилось волюметрическим методом. Облучение видимым светом фотоэлектрохимической системы в течение одного часа позволило генерации 1.3 мкл газа. После проведения 100 минутного облучения скорость генерации водорода снижается. Предполагается, что это связано с фотокоррозией материала анода.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Иерархиялық гидротермиялық және қабат-қабат тұндыру арқылы наноқұрылымды жартылай өткізгіш ZnO массивінде жұқа CdS пленкаларын тұндыру ZnO/CdS нанокомпозиттерінің түзілуіне әкеледі. ZnO / CdS нанокомпозиті күн спектрінің көрінетін диапазонында материалдың жарық сезімталдығының жоғарылауын көрсетеді. Сондай-ақ, LbL әдісі бойынша ZnO массивтерінде CdS қабат-қабат иерархиялық тұндыруының он циклінің бір қадамымен ZnO / CdS нанокомпозиті 0,1 М KCl негізіндегі электролиті бар электрохимиялық ұяшықта фотоэлектрохимиялық қасиеттерді көрсететіні анықталды. қалыпты рН кезінде нөлдік ауытқу кернеуі. Фотоэлектродтың бұл дизайнымен жасалған фототок 110 мкА/(кв.см) жетеді. CdS он қабаты бар иерархиялық безендірілген 2D ZnO құрылымдарын LbL әдісімен сәулелендіру кезінде су молекуласының ыдырауының фотоэлектрохимиялық процестеріндегі фототоктың деңгейі 105 мкА/см2-ден асады. Түзілген сутегі газының мөлшері көлемдік әдіспен өлшенді. Фотоэлектрохимиялық жүйені көрінетін жарықпен бір сағат бойы сәулелендіру 1,3 мкл газдың пайда болуына мүмкіндік берді. 100 минут сәулеленуден кейін сутегінің түзілу жылдамдығы төмендейді. Бұл анод материалының фотокоррозиясына байланысты деп болжанады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Фотоаноды фотоэлектрохимических ячеек на основе гетерокомпозитных материалов 1D ZnO/CdS трубчатой формы проявляют высокий показатель квантовой эффективности при преобразовании света после фильтра 1.5 АМ, значения которого лежат в интервале η=0.0945-0,1512. Разброс значений квантовой эффективности опирается на длину трубчатых массивов базового слоя 1D ZnO.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Құбырлы 1D ZnO / CdS гетерокомпозиттік материалдар негізіндегі фотоэлектрохимиялық жасушалардың фотоанодтары 1,5 AM сүзгіден кейін жарықты түрлендіру кезінде жоғары кванттық тиімділікті көрсетеді, олардың мәндері η = 0,0945-0,1512 диапазонында жатыр. Кванттық тиімділік мәндерінің таралуы 1D ZnO негізгі қабатының құбырлы массивтерінің ұзындығына негізделген.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

Field of application (in Russian) : альтернативная энергетика, фотовольтаика, фотокаталитические системы

Field of application (in Kazakh) : баламалы энергетика, фотоэлектриктер, фотокаталитикалық жүйелер