The object of research, development or design (in Russian) : Адсорбент водорода на основе нанопористого углерода.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Нанокеуекті көміртегі негізіндегі сутегі адсорбенті.

Aim of work (in Russian) : Целью работы является получение нанопористых углеродных материалов, модифицированных наночастицами металлов и исследование их кинетики адсорбции и десорбции водорода в зависимости от термодинамических параметров и теоретическое обоснование полученных результатов.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты – металл нанобөлшектерімен модификацияланған нанокеуекті көміртекті материалдарды алу және олардың термодинамикалық параметрлеріне байланысты сутегі адсорбциясы мен десорбциясы кинетикасын зерттеу және алынған нәтижелерді теориялық негіздеу.

Методы исследования (на русском) : Сканирующая электронная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, низкотемпературная физическая адсорбция азота (метод БЭТ), методы BJH и DR (модель Дубинина-Радушкевича), рентгенофазовый анализ.

Методы исследования (на казахском) : Сканерлі электронды микроскопия, трансмиссиялық электронды микроскопия, төмен температуралы физикалық азот адсорбциясы (BET әдісі), BJH и DR (модель Дубинина-Радушкевича) әдістері, рентгендік фазалық талдау.

Obtained results and novelty (in Russian) : Новизной полученных результатов является разработка методов получения нанопористых материалов, модифицированных наночастицами никеля и платины. Для получения композитов был выбран метод пропитки нанопористого углеродного материала солями металлов с последующим восстановлением наночастиц металлов термическим воздействием. В процессе пропитки, раствор проникает в мезопоры углеродного материала и мезопоры выступают темплатом для ограничения роста наночастиц. Преимуществом предлагаемого метода является то, что он позволяет добиться равномерного распределения наночастиц в порах пористого углерода с исключением процесса их агломерации. Максимальная сорбционная емкость композита углерод-никель составила 3,8 мас.% водорода при температуре -180°С и давлении 1 бар. Максимальная сорбционная емкость по водороду композита углерод-палладий составила 4,0 мас.% водорода при температуре -180°С и давлении 1 бар. Сорбционная емкость по водороду композита углерод-палладий по сравнению с немодифицированным нанопористым углеродом повышается на 0,3 мас.%. Повышение сорбционной емкости по водороду объясняется возникновением спилловер-эффекта. Расположенная внутри мезапоры наночастица палладия обеспечивает диссоциацию молекул водорода на атомы, которые мигрируют с богатой водородом поверхности наночастиц палладия в бедную водородом поверхность микропоры и повышают эффективность адсорбции атомов водорода в объеме микропоры.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Алынған нәтижелердің жаңалығы никель және платина нанобөлшектерімен модификацияланған нанокеуекті материалдарды алу әдістерін жасау болып табылады. Композиттерді жасау үшін нанокеуекті көміртекті материалдарға металл тұздарын сіңдіріп кейінен термиялық әсер ету арқылы металл нанобөлшектерін тотықсыздандыру арқылы алу әдісі қолданылды. Сіңдіру процесі кезінде ерітінді көміртегі материалының мезокеуектеріне енеді және мезокеуектер нанобөлшектердің өсуін шектеу темплаты ролін атқарады. Ұсынылған әдістің артықшылығы – нанобөлшектердің кеуекті көміртегі кеуектерінде орнығып олардың агломерацияга ушырамай материал бойында біркелкі таралу процесіне қол жеткізуге мүмкіндік береіндігі болып табылады. Көміртек-никельді композиттің сутегіні максималды сорбциялау қабілеті -180°С температурада және 1 бар қысымда 3,8 масс.% дейін артады. Көміртек-палладий композитінің сутегіні ең жоғары сорбциялау қабілеті -180°С температурада және 1 бар қысымда 4,0 масс.% дейін артады. Модификацияланбаған нанокеуекті көміртегімен салыстырғанда көміртегі-палладий композитінің сутегі сорбциялық қабілеті 0,3 масс.%-ке артық. Сутегінің сорбциялық қабілетінің артуы спилловер эффектінің пайда болуымен түсіндіріледі. Мезапораның ішінде орналасқан палладий нанобөлшегі сутегі молекулаларын атомдарға диссоциациялануын қамтамасыз етеді, олар палладий нанобөлшектерінің сутегіге бай бетінен сутегіге кедей микрокеуектің бетіне ауысады және сутегі атомдарының адсорбциялануының тиімділігін арттырады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработан метод получения нанопористых материалов, модифицированных наночастицами никеля и платины с равномерным распределением наночастиц в порах пористого углерода и созданы композиты углерод-никель и углерод-палладий. Сорбционная емкость композита углерод-палладий по сравнению с немодифицированным нанопористым углеродом повышается на 0,3 мас.% водорода при температуре от -180°С и давлении 1 бар.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Кеуекті көміртегі кеуектерінде нанобөлшектердің біркелкі таралуымен ерекшелінетін никель және платина нанобөлшектерімен модификацияланған нанокеуекті материалдарды алу әдісі әзірленіп, көміртек-никель және көміртек-палладий композиттері жасалды. Модификацияланбаған нанокеуекті көміртегімен салыстырғанда көміртек-палладий композитінің сорбциялық қабілеті -180°С температурада және 1 бар қысымда сутегінің массасы 0,3мас.% артады.

Level of implementation (in Russian) : Разрабатываемые в проекте методы получения нанопористых углеродных материалов с заданными характеристиками востребованы не только при создании систем хранения водорода, но и в качестве перспективных материалов для создания сорбентов, носителей катализаторов и систем хранения электроэнергии.

Level of implementation (in Kazakh) : Жобада көрсетілген сипаттамалары бар нанокеуекті көміртекті материалдарды алудың әдістері сутекті сақтау жүйелерін әзірлеу кезінде ғана емес, сонымен қатар сорбенттерді, катализаторларды және электр энергиясын сақтау жүйелерін жасау үшін перспективті материалдар ретінде де қажет.

Efficiency (in Russian) : В научно-техническом плане, полученные в результате исследований сведения, будут использоваться при разработках технологических процессов по производству широкого спектра углеродных наноматериалов, которые будут применяться для создания композиционных материалов, сорбентов, носителей катализаторов, систем хранения водорода и электрической энергии.

Efficiency (in Kazakh) : Ғылыми-техникалық жоспарда зерттеулер нәтижесінде алынған мәліметтер композициялық материалдар, сорбенттер, катализаторлар тасымалдағыштар мен сутегі мен электр энергиясын сақтау жүйелерін жасау үшін қолданылатын көміртекті наноматериалдардың кең спектрін өндіру жөніндегі технологиялық процестерді әзірлеу кезінде пайдаланылатын болады.

Field of application (in Russian) : Основные области применения результатов предлагаемого проекта связаны с проблемой утилизации отходов растительного сырья и задачей создания эффективных систем хранения водорода.

Field of application (in Kazakh) : Ұсынылған жобаның нәтижелерін қолданудың негізгі бағыттары өсімдік шикізатының қалдықтарын утилизациалау проблемасымен және сутекті сақтаудың тиімді жүйелерін жасау міндеттерімен байланысты.