AP19576865 — Электр энергиясын сақтау құрылғыларында қолдану үшін модификацияланған MXene материалдарын алу және зерттеу
Жоба мақсаты: Жобаның мақсаты – MXene материалдарын алу әдісін әзірлеу және алынған құрылымға кремнийді енгізу арқылы оларды модификациялау, оның түпкілікті нәтижесі-электр энергиясының жинақтағыштарында белсенді электрод материалы ретінде қолданылатын графитпен салыстырғанда заряд/разряд циклдерінің тұрақтылығы мен меншікті сыйымдылығы 2 есе көп материал.
Жоба өзектілігі: Жобаның өзектілігі портативті электроникада, электромобильдерде және энергияны сақтау жүйелерінде қолдану үшін жоғары тиімді және ұзаққа созылатын электр энергиясын сақтау құрылғыларына сұраныстың жаһандық өсуіне байланысты. Графит сияқты дәстүрлі материалдар сыйымдылығы мен тұрақтылығымен шектелген. Нано-кремнийді енгізу арқылы MXene модификацияланған материалдарды пайдалану өнімділігі жақсартылған жаңа буын электродтарын құруға жол ашады-меншікті сыйымдылығы мен қызмет ету мерзімі. Жоба "жасыл" энергетика мен жоғары технологиялық индустрияны дамытудың өзекті міндеттеріне жауап береді, сондай-ақ материалтану саласындағы ғылыми-техникалық прогреске ықпал етеді.
Ғылыми жетекші: Ph.D. докторы, Шакенов Қалижан Бақытжанұлы
Алынған нәтижелер: Ғылыми-зерттеу жұмысы барысында Ti₃AlC₂ MAX-фазасын синтездеудің және одан MXene материалдарын төменнен жоғары тәсілмен алудың оңтайлы параметрлері анықталды. HF/HCl/LiCl және HCl/LiF сияқты әртүрлі травительдер зерттеліп, HCl/LiF қолданылған МИРС әдісі травлеу мен деламинация процестерінің қатар жүруіне байланысты ең тиімді нәтиже көрсетті. MXene материалдары кремний мен активтелген көмірді қолдану арқылы модификацияланып, композиттік материалдар алынды. Композиттерді синтездеудің оңтайлы параметрлері анықталып, жартылай және толық ұяшықтарда электрохимиялық сынақтар жүргізілді. Алынған АК/MXene/Si композиті жоғары меншікті сыйымдылық, тұрақты циклдік жұмыс және активтелген көмірмен салыстырғанда жоғары көрсеткіштер көрсетті. Нәтижелер бұл материалдардың энергия сақтау жүйелерінде қолдануға перспективалы екенін дәлелдейді.
Жарияланымдар тізімі
- Джусамбаев М.Т., Аскарулы К., Шакенов К.Б., Азат С., Жантикеев У. Улучшение энергетической конверсии с использованием MXenes: анализ эффективности // Вестник НЯЦ РК. – 2023. – № 4. – С. 32–39. DOI: https://doi.org/10.52676/1729-7885-2023-4-32-39. URL: https://journals.nnc.kz/jour/article/view/560
- Jussambayev M., Shakenov K., Sultakhan Sh., Zhantikeyev U., Askaruly K., Toshtay K., Azat S. MXenes for sustainable energy: A comprehensive review on conservation and storage applications // Carbon Trends. – 2025. – Vol. 19. – Art. No. 100471. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cartre.2025.100471. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667056925000215
- Патент на полезную модель № 10822 Республика Казахстан, МПК B22F 9/00, C01B 32/9. Способ получения MAX-фазы / Шакенов К.Б., Азат С., Султахан Ш.Т., Асқарұлы Қ.; заявитель НАО «Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева». – № 2025/0607.2; заявл. 21.04.2025; опубл. 04.07.2025. – 5 с.
- Shakenov K., Azat S., Askaruly K., Bektassova A., Ashimova A. Improving the efficiency of a closed-type wind turbine through an integrated approach // Wind Engineering. – 2025. DOI: https://doi.org/10.1177/0309524X251374548. URL: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0309524X251374548
- Saitova N., Askaruly K., Idrissov N., Kuli Z., Shakenov K., Azat S., Sultakhan Sh. MXene-Integrated Porous Carbon–Silicon Composite as a Stable and High-Capacity Anode for Lithium-Ion Batteries // Engineered Science. – 2024. – Art. No. 1804. DOI: https://doi.org/10.30919/es1804. URL: https://www.espublisher.com/journals/articledetails/1804