The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования является анион-обменные мембраны с высокой проводимостью гидроксид ионов. А также будут рассмотрены различные катионные функциональные группы в качестве модификатора для полимеров. Глубокие эвтектические растворы будут изучены для иммобилизации в полимерной матрице.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектісі гидроксид иондарының өткізгіштігі жоғары анион алмасу мембраналары болып табылады. Сондай-ақ полимерлер үшін модификатор ретінде әртүрлі катиондық функционалды топтар қарастырылады. Терең эвтектикалық ерітінділер полимерлі матрицада иммобилизациялау үшін зерттелетін болады.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является рациональный дизайн и разработка полимерной мембраны на основе катионного полимера и ГЭР с высокой химической и механической стабильностью и высокой ионной проводимостью для топливных элементов путем многомасштабного моделирования и оптимизации методов изготовления.

Aim of work (in Kazakh) : Ағымдағы жобаның мақсаты – көп масштабты модельдеу және дайындау әдістерін оңтайландыру арқылы анион алмасу мембранасының отын жасушалары үшін жоғары химиялық және механикалық тұрақтылығы және жоғары иондық өткізгіштігі бар ТЭЕ қосылған полимерлі мембрананы ұтымды жобалау және дамыту.

Методы исследования (на русском) : Анион обменные мембраны с глубоким эвтектическим раствором (ГЭВ) получаются путем синтеза полимерной мембраны отдельно и изготовления ГЭВ. В нашу работу включены следующие классические примеры типичных моделей АОМ: (i) расчетные модели электронной структуры (ab initio) для обеспечения фундаментального понимания процессов, управляющих локальными свойствами, такими как механизмы деградации и химическая стабильность головных групп с Gaussian16 с Программное обеспечение Gauss Viewer с методом B3LYP; (ii) все атомное классическое и молекулярно-динамическое (МД) моделирование ab initio для исследования механизма транспортировки иона OH- и нанофазной сегрегации полимерной матрицы АОМ, поддерживаемой ГЭС с помощью силового поля GROMACS CHARMM36 и программного обеспечения CP2K с обменным функционалом BLYP; (iii) крупнозернистая МД (КЗМД) для изучения мезомасштабной сегрегации и механизма переноса ионов OH- полимерной матрицы АОМ, поддерживаемая ГЭС с помощью программного обеспечения GROMACS и поля силы Martini, (iv) ряд моделей сплошной среды для изучения конечных элементов анализ (КЭА), гидродинамика и расчеты скорости реакции на основе теорий скорости в АОМ с помощью программного обеспечения Ansys Fluid Dynamics.

Методы исследования (на казахском) : Терең эвтектикалық ерітіндімен анионалмастырғыш мембраналары (ААМ) полимерлі мембрананы бөлек синтездеу және ДЭМ-ді жасау арқылы алынады. Типтік AАM модельдерінің келесі классикалық мысалдары жұмысымызға енгізілген: (i) Гаусспен Гаусс16 көмегімен бас топтардың деградация механизмдері және химиялық тұрақтылығы сияқты жергілікті қасиеттерді реттейтін процестерді іргелі түсінуді қамтамасыз ету үшін электрондық құрылымның есептеу модельдері (ab initio) B3LYP әдісімен қарау құралы; (ii) GROMACS CHARMM36 күш өрісін және BLYP алмасу функционалдығы бар CP2K бағдарламалық құралын пайдалана отырып, HES қолдайтын AOM полимер матрицасының OH-ион тасымалдау механизмін және нанофазалық сегрегациясын зерттеуге арналған барлық ab initio атомдық классикалық және молекулалық динамикалық (MD) модельдеулері; (iii) GROMACS бағдарламалық құралымен және Martini күш өрісімен HES қолдайтын OH полимер матрицасы AOM мезошкаласының бөлінуін және ион тасымалдау механизмін зерттеуге арналған ірі түйіршікті MD (CGMD), (iv) соңғы элементтерді талдауға (FEA) арналған континуум модельдерінің сериясы, Ansys Fluid Dynamics бағдарламалық құралын пайдалана отырып, AOM жылдамдығы теорияларына негізделген гидродинамика және реакция жылдамдығын есептеу.

Obtained results and novelty (in Russian) : Для определения наименьшего распределения незанятых молекулярных орбиталей, энергий, молекулярных электростатических карт и энергий связи для типичных анионообменных мембранных структур с ионами гидроксида в неявной воде и без них, расчеты теории функционала плотности B3LYP 6-311++G(2d,p) выполнены. Визуализация молекулярной динамики использовалась для визуализации смоделированного ящика, после чего в будущем будут получены функции радиального распределения, энергии взаимодействия, водородные связи, среднеквадратические смещения и коэффициенты диффузии. Приготовлены остальные растворы глубоких эвтектических растворителей, варьируя только молярное содержание ЭГ в пределах 0.2, 0.3, 0.4, 0.6 и 0.8. Нановолокна поливинилспирта были получены методом электроспиннинг из 10%-ного раствора. Далее эти же полученные нановолокна будут обработаны раствором глубокого евтектического раствора.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жасырын судағы гидроксид иондары бар және онсыз типтік анион алмасу мембранасының құрылымдары үшін бос молекулалық орбитальдардың, энергиялардың, молекулалық электростатикалық карталардың және байланыс энергияларының ең аз таралуын анықтау үшін B3LYP 6-311++G(2d,p) есептелген функционалдық теориялық есептеулер. жүзеге асырылды. Молекулярлық динамика визуализациясы симуляцияланған қорапты визуализациялау үшін пайдаланылды, содан кейін болашақта радиалды таралу функциялары, өзара әрекеттесу энергиялары, сутегі байланысы, орташа квадраттық орын ауыстырулар және диффузия коэффициенттері алынады. Терең эвтектикалық еріткіш ерітінділері тек ЭГ мольдерін 0.2, 0.3, 0.4, 0.6 және 0.8 етіп өзгерту арқылы дайындалды. Поливинил спиртінің наноталшықтары 10% ерітіндіден электроспиндеу арқылы алынды. Әрі қарай дәл осы алынған наноталшықтар терең эвтектикалық ерітіндімен өңделеді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики: Полученные расчётные результаты показали высокую химическую стабильность функциональных групп, а также проведен систематический расчет, моделирование и симуляция ионной проводимости мембраны по теории функций плотности.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі конструкциялық, технологиялық және техникалық-пайдалану сипаттамалары: Есептелген нәтижелер функционалдық топтардың жоғары химиялық тұрақтылығын көрсетті, сонымен қатар тығыздық функциялары теориясы бойынша мембрананың иондық өткізгіштігін жүйелі есептеу, модельдеу және модельдеу.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено.

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген.

Efficiency (in Russian) : Значимость работы состоит в получении научных результатов по повышению устойчивости анион обменной мембраны путем использования ГЭР, а также в разработке методов характеризации.

Efficiency (in Kazakh) : Жұмыстың маңыздылығы ТЭС көмегімен анион алмасу мембранасының тұрақтылығын арттыру бойынша ғылыми нәтижелер алуда, сонымен қатар сипаттау әдістерін жасауда.

Field of application (in Russian) : Область применения: возобновляемая энергетика, преобразование энергии от возобновляемых источников тока, новые материалы.

Field of application (in Kazakh) : Қолдану аясы: жаңартылатын энергия, жағартылатын тоқ көздерінен алынатын энегияны түрлендіру, жаңа материалдар.