The object of research, development or design (in Russian) : Многофункциональные листы из углеродных композитов на основе фосфидов / сульфидов / нитридов металлов (MexAy, где Me = переходные металлы, например, Fe, Co, Ni, Zn и A = P, S и N) в качестве анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов и прослоек для литий-серных аккумуляторов.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Литий-ион аккумляторларының аноды және литий-күкірт аккумуляторларының аралық қабаты ретінде қолданылатын, жалпы формуласы MexAy (мұндағы Me = Fe, Co, Ni, Zn сияқты ауыспалы металдар, ал A = P, S және N) болатын металл фосфидтері/сульфидтері/нитридтері негізіндегі көміртекті композициялық наноталшықтардың дербес парақшалары.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является определение взаимосвязи между параметрами процесса и физико-химическими свойствами, а также электрохимических характеристик разработанных волокнистых листов; установление механизма формирования композита и влияния на производительность систем хранения энергии, разработка высокоэффективных материалов.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты - процесс параметрлері мен әзірленген талшықты парақшалардың физика-химиялық қасиеттері, сондай-ақ электрохимиялық сипаттамалары арасындағы байланысты анықтау; композицияның қалыптасуы мен оның энергия сақтау жүйелерінің өнімділігіне әсер ету механизмін анықтау; тиімділігі жоғары композициялық материалдарды әзірлеу.

Методы исследования (на русском) : Кристаллические фазы образцов были идентифицированы с помощью рентгеноструктурного анализа (XRD, Miniflex, Rigaku). Химические связи и взаимодействия были анализированы с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS, NEXSA, Thermo Scientific) с монохроматическим источником Al Kα, работающим при 25 кВ и 10 мА. Структура углерода анализировали методом Рамановской спектроскопии (Raman Spectroscopy & AFM Combined System - LabRAM, Horiba). Содержание углерода, водорода и азота в конечных образцах было определено с помощью анализатора элементов (CHNS, Elementar, Vario Micro Cube). Морфология образца наблюдалось с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ, Carl Zeiss, Crossbeam 540) и энергодисперсионной спектроскопии (EDS) при 30 кВ. Микроструктура образцов была характеризована с помощью просвечивающей электронной микроскопии (TEM, JEOL JEM-1400 Plus). Электрохимические свойства образцов оценивались с использованием пуговичных батарей CR2032. Гальваностатические испытания заряда-разряда были проведены с использованием многоканальных тестеров аккумуляторов (BTS4000 Neware). Циклическая вольтаметрия и измерения спектроскопии электрохимического импеданса (EIS) были выполнены с использованием потенциостата/гальваностата VMP3 (Biologic).

Методы исследования (на казахском) : Үлгілердің кристалдық фазалары рентгендік дифракциялық талдау (XRD, Miniflex, Rigaku) арқылы анықталды. Химиялық байланыстар мен молекулалардың өзара әрекеттесуі 25 кВ пен 10 мА-да істейтін монохромды Al Kα көзі қолданылған рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS, NEXSA, Thermo Scientific) көмегімен зерттелді. Көміртек құрылымы Раман спектроскопиясы арқылы талданды (Raman Spectroscopy & AFM Combined System - LabRAM, Horiba). Ал композиттердегі көміртегінің массалық үлесі элементтер талдауышы (CHNS, Elementar, Vario Micro Cube) арқылы анықталды.Үлгінің морфологиясы сканерлеуші ​​электрондық микроскоп (СЭМ, Carl Zeiss, Crossbeam 540) және 30 кВ-тық энергетикалық дисперсиялық спектроскопия (EDS) көмегімен бақыланды. Үлгілердің микроқұрылымы трансмиссиялық электронды микроскопия (ТЭМ, JEOL JEM-1400 Plus) арқылы сипатталды. Үлгілердің электрохимиялық қасиеттері бөлме температурасында түйме тәрізді CR2032 батареялары көмегімен зерттелді. Гальваностатикалық заряд-разряд сынақтары көп арналы аккумулятор сынағыштарында (BTS4000 Neware) жүргізілді. Циклдік вольтамметрия мен электрохимиялық импеданс спектроскопиясын (EIS) өлшеу VMP3 потенциостат/гальваностат (Biologic) көмегімен орындалды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Шесть композитов на основе CoxP/C и NixP/C были успешно синтезированы путем электроспиннинга и термической обработки. Рентгенограммы образцов CoxP/C состоят из пиков, соответствующих смеси орторомбического CoP и Co2P. В то время как рентгенограммы образцов NixP/C состоят из чистого Ni2P. По данным CHNS-анализа, содержание углерода в композитах составляет около 40-60 мас.%. На СЭМ изображениях образцов отчетливо прослеживается формирование однородных нановолокон, декорированных наночастицами фосфида кобальта или никеля. Все образцы CoxP/C и NixP/C проявили высокую электрохимическую активность по отношению к ионам лития с высокой обратимой емкостью в 350 мАч/г на основе массы всего композита или около 700 мАч/г на основе массы фосфидов металлов. Эти результаты подтверждают успешный синтез листов из нановолокон композитов из фосфидов кобальта или никеля и углерода с высокой энергоемкостью из стехиометрического или близкого к стехиометрическому соотношению прекурсоров с использованием уникальных восстанавливающих свойств поливинилпирролидона в качестве темплата и источника углерода, что и является новизной.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : CoxP/C және NixP/C негізіндегі алты композит электроспиннинг және термиялық өңдеу арқылы сәтті синтезделді. CoxP/C үлгілерінің рентгендік дифракциясы орторомбты CoP және Co2P қоспасына сәйкес келеді. Ал NixP/C үлгілерінің рентгендік дифракциясы таза Ni2P түзілгенін көрсетті. CHNS талдауынан алынған нәтижелерге сәйкес,композиттердегі көміртегі мөлшері шамамен 40-60 масс.% құрайды. Үлгілердің СЭМ суреттері кобальт немесе никель фосфидінің нанобөлшектерімен безендірілген біркелкі наноталшықтардың түзілгенін анық көрсетеді. CoxP/C және NixP/С барлық үлгілері литий иондарына қатысты жоғары электрохимиялық белсенділік көрсетті, олардың қайтымды энергия сыйымдылығы бүкіл композиттің массасы негізінде 350 мАсағ/г, ал металл фосфидтерінің массасы негізінде шамамен 700 мАсағ/г құрады.Бұл нәтижелер алғаш рет поливинилпирролидон полимерінің қайталанбас тотықсыздандыру қасиеттерін пайдалана отырып, энергия сыйымдылығы жоғары кобальт немесе никель фосфиді мен көміртек композиттерінің наноталшықты парақшаларының сәтті синтезін растайды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Не предусмотрено

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Қарастырылмаған

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Предложенный метод синтеза был высокоэффективен при разработке композитов на основе кобальта и никеля. Разработанные материалы проявили высокую энергоэффективность в качестве анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов.

Efficiency (in Kazakh) : Ұсынылған синтез әдісі кобальт пен никель негізіндегі композиттерді жасауда жоғары тиімді болды. Әзірленген материалдар литий-иондық аккумуляторларға арналған анодтық материалдар ретінде жоғары энергия тиімділігін көрсетті.

Field of application (in Russian) : Высокоемкостные, гибкие системы хранения энергии для носимой и портативной электроники.

Field of application (in Kazakh) : Сыйымдылығы жоғары, киілетін және портативті электроникаға арналған иілгіш энергия сақтау жүйелері.