The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования является технологический процесс получения гибкого гибридного электрода на основе наноструктурированных оксидов переходных металлов (ОПМ)/графен/3-D пористый метал и изготовление на его базе суперконденсаторов, обладающих большой удельной энергией и мощностью.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны наноқұрылымды өтпелі металл оксидтері (ӨМО)/графен/3-D кеуекті металл негізінде гибридті электрод алудың технологиялық процесі және оның негізінде меншікті энергиясы мен қуаты жоғары суперконденсаторларды алу болып табылады.

Aim of work (in Russian) : Цель работы – получить высокоэффективные и стабильные суперконденсаторы с гибкими гибридными электродами на основе ОПМ/графен/3-D пористый металл, обладающие большой удельной энергией и мощностью.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты – жоғары меншікті энергиясы мен қуаты бар ӨМО /графен/3-D кеуекті металл негізіндегі гибридті электродтары бар тұрақты және тиімді суперконденсаторларды алу.

Методы исследования (на русском) : В процессе работы проводились экспериментальные и научные исследования по разработкам: метода нанесения слоя суспензии с субмикронными частицами металла на металлическую фольгу с последующей термической обработкой; способа осаждения графена на поверхность пористых образцов токосъёмника CVD-методом и в пламени; метода импульсного электрохимического осаждения оксидов переходных металлов на пористый токосъёмник; методов изготовления опытных лабораторных образцов суперконденсаторов.

Методы исследования (на казахском) : Жұмыс процесінде келесі әзірлемелер бойынша тәжірибелік және ғылыми зерттеулер жүргізілді: металл фольгаға субмикронды металл бөлшектері бар суспензия қабатын қолдану әдісі; графенді кеуекті ток коллекторының үлгілерінің бетіне CVD әдісімен және жалынға тұндыру әдісі; өтпелі металдардың оксидтерін кеуекті ток коллекторында импульстік электрохимиялық тұндыру әдісі; суперконденсаторлардың тәжірибелік зертханалық үлгілерін жасау әдістері.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате исследований было установлено, что удельная емкость электродного материала на основе MnO2 без графена 196 Ф/г, с графеном 281 Ф/г, на основе Co3O4 без графена - 1008 Ф/г, с графеном 1237 Ф/г при плотности тока 1 А/г при сохранение емкости ячейки 98% даже после 5000 циклов. Отработан метод изготовления опытных лабораторных образцов суперконденсаторов и установлены их предельные эксплуатационные и технические характеристики: электрод на основе MnOx/Gr/por-Ni/Ni-foil показал удельную емкость и емкость на единицу площади равной 473,6 Ф/г и 45,2 мФ/см2 при 10 мВ/с, соответственно. При увеличении скорости сканирования до 160 мВ/с удельная емкость составила 393 Ф/г, а емкость на единицу площади 37,6 Ф/см2. Следовательно, с увеличением скорости сканирования ёмкость сохраняется на 83 %. Плотность энергии у данного образца составляет 18,8 Вт·ч/кг, а удельная мощность равна 13601 Вт/кг. Внутреннее сопротивление составило 0,6 Ом. При заряде-разряде при 1000 мА/г на 2000 циклов, отношение конечной и начальной емкости составило 85%.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеу нәтижесінде графенсіз MnO2 негізіндегі электрод материалының меншікті сыйымдылығы 196 Ф/г, графенмен 281 Ф/г, графенсіз Co3O4 негізінде – 1008 Ф/г, графенмен 1237 Ф/г екені анықталды. 5000 циклден кейін де ұяшық сыйымдылығын 98% сақтады, 1 А/г ток тығыздығында. Суперконденсаторлардың тәжірибелік зертханалық үлгілерін жасау әдісі әзірленді және олардың шекті операциялық және техникалық сипаттамалары белгіленді: MnOx/Gr/por-Ni/Ni-фольга негізіндегі электрод аудан бірлігіне 473,6 F/ г тең меншікті сыйымдылықты және сыйымдылықты көрсетті. және 45,2 мФ /см2, 10 мВ/с кезінде тиісінше. Сканерлеу жылдамдығы 160 мВ/с дейін ұлғайтылған кезде меншікті сыйымдылық 393 Ф/г, ал бірлік аудандағы сыйымдылық 37,6 Ф/см2 болды. Сондықтан сканерлеу жылдамдығының артуымен сыйымдылық 83% сақталады. Бұл үлгінің энергия тығыздығы 18,8 Вт/кг, ал меншікті қуаты 13601 Вт/кг. Ішкі кедергі 0,6 Ом болды. 2000 цикл үшін 1000 мА/г зарядтау-разрядтау кезінде соңғы және бастапқы сыйымдылықтың қатынасы 85% құрады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Установлено, что с увеличением удельной поверхности токосъёмника за счет пористой структуры, наблюдается увеличение удельной ёмкости и процент её сохранения с увеличением скорости сканирования. Также наблюдается увеличение удельной мощности. Показано, что наличие графена на пористой поверхности токосъёмника повышает предельные удельные параметры суперконденсатора, что объясняется появлением двойного электрического ёмкостного слоя.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Кеуекті құрылымға байланысты ток коллекторының меншікті бетінің ұлғаюымен сканерлеу жылдамдығының жоғарылауымен меншікті сыйымдылықтың және оның ұсталу пайызы өсетіні анықталды. Меншікті қуаттың артуы да байқалады. Ток коллекторының кеуекті бетінде графеннің болуы суперконденсатордың шекті меншікті параметрлерін арттыратыны көрсетілген, бұл қос электрлік сыйымдылық қабатының пайда болуымен түсіндіріледі.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) : Эффективность полученного суперконденсатора с гибридным электродом на основе композиции – ОПМ/графен/3-D пористый металл, характеризуется высокой удельной энергией и мощностью и позволит его использовать в различных устройствах.

Efficiency (in Kazakh) : Құрамына негізделген гибридті электродпен алынған суперконденсатордың тиімділігі - ӨМО / графен / 3-D кеуекті металл, жоғары меншікті энергиямен және қуатпен сипатталады және оны әртүрлі құрылғыларда қолдануға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Целевыми потребителями полученных результатов являются промышленные предприятия по выпуску электронной и бытовой аппаратуры, электроэнергетика – для покрытия пиковых нагрузок и систем стабилизации напряжения.

Field of application (in Kazakh) : Алынған нәтижелердің мақсатты тұтынушылары болып электронды және тұрмыстық жабдықтарды шығаратын өнеркәсіптік кәсіпорындар, электр энергетикасы – ең жоғары энергетикалық жүктемелерді жабу және кернеуді тұрақтандыру жүйелері болып табылады.