The object of research, development or design (in Russian) : Фотоэлектроды на основе полупроводниковых соединений висмута. Фотоэлектрохимическая ячейка с фотокатодом CuBi2O4 и фотоанодом BiSI. Электролиты для осуществления тандемной работы фотоэлектродов в фотоэлектрохимической ячейке.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Висмуттың жартылай өткізгіш қосылыстары негізіндегі фотоэлектродтар. CuBi2O4 фотокатод және BiSI фотоанод негіздегі фотоэлектрохимиялық ұяшық. Фотоэлектрохимиялық ұяшықтағы фотоэлектродтардың тандемдік жұмысына арналған электролиттер.

Aim of work (in Russian) : Разработка конструкции фотоэлектрохимической ячейки с фотокатодом CuBi2O4 и фотоанодом BiSI. Выбор оптимального электролита для работы ячейки. Изучение фотоэлектрохимических свойств фотокатода CuBi2O4 и фотоанода BiSI в оптимальном электролите с помощью метода РЕС. Определение величины квантового выхода и расчет эффективности преобразования.

Aim of work (in Kazakh) : CuBi2O4 фотокатод және BiSI фотоанодта негізделген ұяшық конструкциясын әзірлеу. Ұяшықтың жұмысы үшін оңтайлы электролит таңдау. CuBi2O4 фотокатодының және BiSI фотоанодының оңтайлы электролиттегі фотоэлектрохимиялық қасиеттерін PEC әдісімен зерттеу. Кванттық шығымдылықты анықтау және түрлендіру тиімділігін есептеу.

Методы исследования (на русском) : Методы сканирующей электронной микроскопии (JSM6610, JEOL, Япония), энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, рентгенофазового анализа (ДРОН-4 с Fe излучением, дифрактометр Bruker D8 Advance (Cu Kα излучение)) и Рамановской спектроскопии inVia (Renishaw, Wotton-under Edge, UK), метод РЕС (потенциостат-гальваностат Gill AC, ACM Instruments).

Методы исследования (на казахском) : Сканерлеуші электронды микроскопия (JSM6610, JEOL, Жапония), энергетикалық дисперсиялық рентгендік спектроскопия, рентгендік фазалық талдау (Fe сәулеленуі бар DRON-4, Bruker D8 Advance дифрактометрі (Cu Kα сәулесі)) және inVia Raman спектроскопиясы (Ренишоу, Воттон- астында Edge, Ұлыбритания), PEC әдісі (потенциостат-галваностат Gill AC, ACM Instruments).

Obtained results and novelty (in Russian) : 1) Разработаны 2 метода получения тонких пленок CuBi2O4, основанные на химическом и электрохимическом способах синтеза. Физико-химические исследования показали кристаллическую структуру плёнок CuBi2O4. Фотоэлектрохимическая активность исследована методом РЕС. Максимальная квантовая эффективность фототока составила ~10 % для пленок, полученных химическим осаждением и ~50% для электроосажденных пленок. 2) Разработан метод химического осаждения пленок BiSI. Исследовано влияние времени осаждения (15, 30, 45 и 60 минут) на морфологию поверхности и состав пленки BiSI. В процессе осаждения формируется не только соединение BiSI, но и вторичная фаза Bi19S27I3. РЕС исследования подтвердили n-тип проводимости полупроводника. 3) Разработан химический способ модифицирования поверхности электродов наночастицами платины. Образцы исследованы методами SEM, EDAX, и РФА. Установлено, что нанесение наночастиц Pt приводит к уменьшению фотокоррозии и увеличению значений фототока. 4) Разработана конструкция фотоэлектрохимической ячейки, в которой в качестве фотокатода использована композиция CuBi2O4/Pt, а в качестве фотоанода - BiSI/Pt. Проведены исследования работы ячейки с электролитами 0,01М K3[Fe(CN)6] + 0,01М K4[Fe(CN)6] + 0,1М Na2SO4, 0,1М Na2HPO4 + 0,1М NaH2PO4 (pH 6,7) + 0,1М KI, 0,25 M NaI в ацетонитриле. Определена величина квантового выхода фототока, выполнен расчёт эффективности фотопреобразования в исследуемых электролитах. Разработан технологический регламент создания ячейки.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 1) Химиялық және электрохимиялық синтез әдістеріне негізделген жұқа CuBi2O4 қабықшаларын алудың 2 әдісі әзірленді. Физико-химиялық зерттеулер CuBi2O4 қабықшаларының кристалдық құрылымын көрсетті. РЭС әдісімен фотоэлектрохимиялық белсенділік зерттелді. Фототоктың максималды кванттық тиімділігі химиялық тұндыру арқылы алынған қабықшалар үшін ~10% және электротұндырылған пленкалар үшін ~50% болды. 2) BiSI қабықшаларының химиялық тұндыру әдісі әзірленді. Тұндыру уақытының (15, 30, 45 және 60 минут) BiSI қабықшасының беткі морфологиясы мен құрамына әсері зерттелді. Тұндыру кезінде тек BiSI қосылысы ғана емес, екіншілік Bi19S27I3 фазасы да түзіледі. РЕС зерттеулері жартылай өткізгіштің n-типті өткізгіштігін растады. 3) Электрод бетін платина нанобөлшектерімен модификациялаудың химиялық әдісі әзірленді. Үлгілер SEM, EDAX және XRD әдістерімен зерттелді. Pt нанобөлшектерімен жабылуы фотокоррозияның төмендеуіне және фототок мәндерінің жоғарылауына әкелетіні анықталды. 4) Фотокатод ретінде CuBi2O4/Pt құрамы, ал фотоанод ретінде BiSI/Pt қолданылған фотоэлектрохимиялық ұяшықтың конструкциясы жасалды. 0,01М K3[Fe(CN)6] + 0,01М K4[Fe(CN)6] + 0,1М Na2SO4, 0,1М Na2HPO4 + 0,1М NaH2PO4 (рН 6 ,7) + 0,1М KI, ацетонитрилдегі 0,25М NaI электролиттермен ұяшықтың жұмысы.зерттелді. Фототоктың кванттық шығымы анықталып, зерттелетін электролиттердегі фотоконверсияның тиімділігі есептелді. Ұяшықты құрудың технологиялық регламенті әзірленді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Плотность фототока в неводных растворах (0,01 М K3[Fe(CN)6] + 0,01 М K4[Fe(CN)6] + 0,1М Na2SO4, 0,1 М Na2HPO4 + 0,1 М NaH2PO4 + 0,1 М KI,) составляет ~ 0,2 мкА/см2, в растворе 0,25 M NaI в ацетонитриле - ~17 мкА/см2

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Сусыз ерітінділердегі фототоктың тығыздығы (0,01 М K3[Fe(CN)6] + 0,01 М K4[Fe(CN)6] + 0,1 М Na2SO4, 0,1 М Na2HPO4 + 0,1 М NaH2PO4 + 0,1 М KI,) ~ 0,2 мкА / см2, ацетонитрилдегі 0,25 М NaI ерітіндісінде - ~ 17 мкА/см2 құрады.

Level of implementation (in Russian) : Разработанные методы готовы к апробации

Level of implementation (in Kazakh) : Әзірленген әдістер апробацияға дайын

Efficiency (in Russian) : Квантовая эффективность фотоэлектрохимической ячейки составляет ~13,6 % в растворе электролита на основе ацетонитрила.

Efficiency (in Kazakh) : Ацетонитрил негізіндегі электролит ерітіндісінде фотоэлектрохимиялық ұяшықтың кванттық тиімділігі ~13,6% құрайды.

Field of application (in Russian) : Альтернативная энергия

Field of application (in Kazakh) : Баламалы энергия