Inventory number IRN Number of state registration
0322РК00814 AP09259764-KC-22 0121РК00207
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 21263905.02 AP09259764
Name of work
Разработка многофункциональных материалов для аккумуляторных батарей нового поколения
Type of work Source of funding Report authors
Applied Бакенов Жумабай Бекболатович
0
0
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) Нет
Full name of the service recipient
Частное учреждение "National Laboratory Astana"
Abbreviated name of the service recipient National Laboratory Astana
Abstract

Объектами исследования являются углеродные материалы, серноуглеродные материалы функционализированные соединениями металлов, наноструктурированные материалы для хранения и преобразования энергии и литий-серные батареи с высокой емкостью. Было применено большое количество различных методов синтеза и характеризации углеродных материалов функционализированные соединениями металлов.

Зерттеу объектілері – көміртекті материалдар, металл қосылыстарымен функционалдандырылған күкірт-көміртекті материалдар, энергияны сақтауға және түрлендіруге арналған наноқұрылымды материалдар, сыйымдылығы жоғары литий-күкіртті батареялар болып табылады. Металл қосылыстарымен функционалдандырылған көміртекті материалдарды синтездеу мен сипаттаудың көптеген әдістері қолданылды.

Целью этого проекта является разработка и получение высокоэффективных материалов для литий-серных аккумуляторов нового поколения с использованием нанотехнологических подходов и эффективного дизайна. Задачи проекта на 2021 год состоят из пяти пунктов и нацелены на систематическую разработку и характеризацию свойств материалов, сборки литий-серных аккумуляторов и характеризации электрохимических свойств. В ходе реализации проекта были разработаны новые сероуглеродные материалы для литий-серных аккумуляторов, исследованы их электрохимические и физические характеристики и работа в литий-серных аккумуляторах.

Жобаның мақсаты – нанотехнологиялық тәсілдер мен тиімді дизайнды қолдана отырып, жаңа буын литий-күкірт аккумуляторы үшін жоғары тиімді материалдарды әзірлеу және өндіру. 2021 жылға арналған жобаның міндеттері бес тармақтан тұрады және материалдың қасиеттерін жүйелі түрде дамытуға және сипаттауға, литий-күкірт аккумуляторларын жинауға және электрохимиялық қасиеттерін сипаттауға бағытталған. Жобаны іске асыру барысында литий-күкірт аккумуляторына арналған жаңа күкірт-көміртекті материалдар әзірленді, олардың электрохимиялық және физикалық сипаттамалары мен литий-күкірт аккумуляторларда жұмысы зерттелді.

Методы исследования в этом междисциплинарном проекте основан на экспериментальных и теоретических исследованиях. Экспериментальные исследования направлены на синтез серных резервуаров и промежуточных слоев, функционализированных добавками соединений металлов, в тоже время теоретические исследования направлены на моделирование пространственной конфигурации, эффекта закрепления (расчет энергий связи) и электрокатализа для разработки эффективной модели системы.

Бұл жобадағы зерттеу стратегиясы эксперименттік және теориялық зерттеулерге негізделеді. Эксперименттік зерттеулер металл қосылыстарының қоспаларымен жұмыс істейтін күкірт хост материалдары мен аралық қабаттарды синтездеуге бағытталған, ал теориялық зерттеулер жүйенің тиімді моделін жасау үшін кеңістіктік конфигурацияны, бекіту әсерін (байланыс энергиясын есептеу) және электрокатализді модельдеуге бағытталған.

В результате проведенных работ выполнены все пункты календарного плана на 2022 год. Результаты проекта были представлены в международной виртуальной конференции IMLB 2022(the International Meeting on Lithium Batteries, Австралия) и INESS (The 10th International Conference on Nanomaterials and Advanced Energy Storage Systems, Astana, Kazakhstan) 2022. Также, в результате работы за 2022 подготовлены статьи для публикации в ведущих международных журналах. Научная новизна работ по проекту заключается в разработке новых высокопроизводительных материалов с заданными свойствами для систем хранения и преобразования энергии, и новых методов характеризации материалов. Продемонстрирована стратегия разработки углеродных основ матриц, функционализированных соединениями металлов. Было показано, что разработанные материалы успешно улучшают электрохимические свойства литий-серных батарей.

Жүргізілген жұмыстардың нәтижесінде 2022 жылға арналған күнтізбелік жоспардың барлық тармақтары орындалды. Жобаның нәтижелері IMLB 2022 (Литий батареялары бойынша халықаралық кездесу, Австралия) және INESS (Наноматериалдар және жетілдірілген энергия сақтау жүйелері бойынша 10-шы халықаралық конференция, Астана, Қазақстан) 2022 халықаралық виртуалды конференциясында ұсынылды. Сондай-ақ, нәтижесінде 2022 жылға арналған жұмыстың қорытындысы бойынша мақалалар жетекші халықаралық журналдарда жариялауға дайындалды. Жобадағы жұмыстың ғылыми жаңалығы энергияны сақтау және түрлендіру жүйелері үшін қажетті қасиеттері бар жаңа жоғары өнімді материалдарды және материалдарды сипаттаудың жаңа әдістерін жасау болып табылады. Металл қосылыстарымен функционалдық көміртекті матрицалық негіздерді дамыту стратегиясы көрсетілген. Әзірленген материалдар литий-күкіртті аккумуляторлардың электрохимиялық қасиеттерін сәтті жақсартатынын көрсетті.

На основе серноуглеродных основ-матриц, функционализированных соединениями металлов, были изготовлены литий-серные батареи с начальной емкостью разрядки выше 1030 мА·ч/г при плотности тока 0,2С. В проект привлечены молодые исполнители, которые совершенствовали свои знания в области материаловедения, электрохимии и сборке аккумуляторов, что способствует развитию науки Казахстана.

Металл қосылыстарымен функционализацияланған күкірт-көміртекті матрица негізінде ток тығыздығы 0,2С болғанда бастапқы заряд сыйымдылығы 1030 мА·сағ г-нан жоғары литий-күкіртті батареялары жасалды. Жобаға материалтану, электрохимия және аккумулятор құрастыру салаларында білімдерін жетілдірген жас орындаушылар тартылды, Қазақстан ғылымының дамуына үлес қосуына көмектеседі .

Не предусмотрено

Қарастырылмаған

Область применения: возобновляемая энергетика, высокоемкие аккумуляторы, хранение энергии от возобновляемых источников тока, концепция умного города, новые материалы.

Қолдану аясы: жаңартылатын энергия, сыйымдылығы жоғары батареялар, жаңартылатын ток көздерінен энергияны сақтау, ақылды қала концепциясы, жаңа материалдар.

UDC indices
544.6
International classifier codes
31.15.33;
Key words in Russian
Перезаряжаемые батареи / Аккумуляторы; Li-S аккумуляторы; батареи для хранения возобновляемой энергии; аккумуляторы портативных средств и электромобилей; аккумуляторы для хранения больших объемов;
Key words in Kazakh
Қайта зарядталатын батареялар / аккумуляторлар; Li-S батареялары; жаңартылатын энергияны сақтауға арналған батареялар; портативті құралдар мен электромобильдердің батареялары; үлкен көлемді сақтауға арналған батареялар;
Head of the organization Сарбасов Дос Журмаханбетович Доктор, Ph.D. (Биохимия и молекулярная биология) / Профессор
Head of work Бакенов Жумабай Бекболатович Doctor of Engineering, PhD in Chemistry / Professor