• image image image image
  • shape
    shape

    Бағдарламалар

    Ахмет Ясауи университеті / Ғылыми жұмыстар / 2025-2027 жылдарға гранттық қаржыландыру жобалары

    AP26194265 - «Сутегін сақтау және тасымалдаудың озық жүйелерін құру үшін палладий негізіндегі наноқұрылымды металл гидридтерін әзірлеу және зерттеу»

    Course Image Ахмет Ясауи университеті Ғылыми жұмыстар

    Конкурс атауы: 2025-2027 жылдарға арналған ғылыми және (немесе) ғылыми-техникалық жобалар бойынша гранттық қаржыландыруға арналған конкурсы

    Жоба жетекшісі: Цхе Валентин Константинович, PhD.

     

    Идентификаторлары:

    • Хирша индексі: 3
    • Scopus Author ID: 57226357709
    • ORCID: 0000-0002-8916-2326
    • Web of Science ResearcherID: ECZ-2827-2022

     

    Жобаның зерттеу тобы

     

    Аты-жөні

    Жоба бойынша лауазымы

    Сәйкестендіргіштері (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, егер бар болса) және тиісті бейіндерге сілтемелері

    1

    Цхе В.К.

    Аға ғылыми қызметкер

    Хирша индексі: 3

    Scopus Author ID: 57226357709 

    ORCID: 0000-0002-8916-2326 

    ResearcherID: ECZ-2827-2022

    2

    Скаков М.К.

    Бас ғылыми қызметкер

    Хирша индексі: 13 

    ResearcherID: FVA-9731-2022 

    ORCID: 0000-0003-3716-8846 

    Scopus Author ID: 6506859122.

    3

    Курбанбеков Ш.Р.

    Аға ғылыми қызметкер

    Хирша индексі:

    Scopus Author ID: 55540216100 Researcher ID: AAR-4694-2020 

    ORCID: 0000-0001-5510-0568

    4

    Ананьев М.В.

    Аға ғылыми қызметкер

    Хирша индексі: 21 

    ResearcherID: HKH-4026-2023 

    ORCID: 0000-0002-2254-0193 

    Scopus Author ID: 15061114600

    5

    Тусупжанов А.Е.

    Аға ғылыми қызметкер

    Хирша индексі: 1

    ResearcherID: AAR-4694-2020 

    ORCID: 0000-0002-4792-8960 

    Scopus Author ID: 57200143963

    6

    Кожахметов Е.Ә.

    Ғылыми қызметкер

    Хирша индексі: 7 

    ResearcherID: GYJ-6526-2022 

    ORCID: 0000-0002-6778-1898 

    Scopus Author ID: 57221911547

    7

    Мұсахан Н.П.

    Ғылыми қызметкер

    Хирша индексі: 2

    ResearcherID: ITU-0392-2023 

    ORCID:0000-0003-4154-0356 

    Scopus Author ID: 58513761900.

    8

    Балтабаева Д.Э.

    Кіші ғылыми қызметкер

    ResearcherID: NDT-9723-2025 

    Scopus Author ID: 59755278800.

    9

    Камбарбеков С.Х.

    Кіші ғылыми қызметкер

    ORCID: 0009-0001-6794-1281

     

    10

    Қалдар Б.

    Кіші ғылыми қызметкер

     

    11

    Төкежанов А.Б. (Ақысыз)

    Кіші ғылыми қызметкер

     

    12

    Жақиев А.Е. (Ақысыз)

    Кіші ғылыми қызметкер

     

    13

    Амангелдиева Ю.О.

    Лаборант

     

     

    Жобаның аңдатпасы

     

    Бұл жоба Pd-Ti-Mg жүйесінің сутекті сақтауға және тасымалдауға арналған жетілдірілген қасиеттерге ие наноқұрылымды металлогидтерін әзірлеуге, олардың құрылымы мен қасиеттерін зерттеуге арналған. Сутегі энергиясына қызығушылықтың артуы жағдайында сутегін сақтау және тасымалдаудың тиімді технологиялары тұрақты энергетикалық болашақтың ажырамас бөлігіне айналуда. Белгілі болғандай, палладий (Pd) өзінің каталитикалық және сутекті сіңіру қасиеттеріне байланысты сутегіге айтарлықтай жақындығы бар бірегей материал, бұл оны сутегі энергиясының негізгі элементі етеді. Палладий гидридтері бойынша зерттеулер іргелі ғылым мен инженерияның әртүрлі салаларында белсенді түрде жүргізілуде. Көлемді пішіндерден айырмашылығы, соңғы зерттеулер наноқұрылымға ие материалдардың зарядтау және разрядтау жылдамдығының жоғарылауы, қызмет ету мерзімін ұзарту және олардың өлшемдеріне байланысты реттелуі мүмкін термодинамикалық қасиеттерге ие екенін көрсетті. Ағымдағы зерттеулерге шолу гидридті диспергирлеу әдісі ұсақ дисперсті материалдарды өндіруге арналған перспективалы әдіс болып табылатынын көрсетеді, бұл олардың одан әрі агломерациялануына ықпал етеді.

     

    Мақсаты: 

     

    Сутегінің сақтау және тасымалдау үшін жоғары сорбциялық сипаттамалары бар Pd-Ti-Mg жүйесінің наноқұрылымды металл гидридті материалдарын алу әдісін әзірлеу және оңтайландыру, сонымен қатар сутегінің абсорбция-десорбция циклдік процестері жағдайында олардың термодинамикалық және механикалық тұрақтылығын бағалау.

     

    Жобадан күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер:

     

    Жылы

    Зерттеу бойынша алынған нәтижелері.

    Жарияланымдар (оларға сілтемелері бар) мен патенттер; әлеуетті пайдаланушыларға арналған ақпарат

    2025 жыл

    Pd–Ti–Mg ұнтақтары үшін механосинтез режимі келесі түрде қойылды: құрғақ аргон атмосферасында қолғап қорабында орындалып, қоспалар Pulverisette 7 Premium планеталық диірменінде өңделді; тигель мен шарлар ретінде тот баспайтын болат (AISI 420/440) қолданылды, шар диаметрлері  10 мм (энергия импульстерін арттыру үшін) аралас конфигурацияда болды; шар:ұнтақ массалық қатынасы 10:1 деңгейінде сақталып, суық дәнекерлену мен жабысуды тежеу үшін стеарин қышқылы 1,0-1,5 масс.% мөлшерінде қосылды; айналу жылдамдығы 500 айн/мин деңгейінде ұсталып, жергілікті қызуды шектеу және Mg белсенділігін бақылау үшін циклдік режим қолданылды; жинақталған уату уақыты мақсатқа қарай 5, 10, 15 минут болды, ал Pd-Ti жанасуын күшейтіп, интерметаллидтік ядролардың ерте зародыштануын ынталандыру үшін алдымен Pd мен Ti 200 айн/мин жылдамдықта 10–15 минут бойы құрғақ араластырылып, содан кейін ғана Mg енгізілді; температураны тұрақтандыру үшін диірмен корпусының қызуы 45-50°C-тен асырылмады; серия аяқталған сайын дайын ұнтақтар қолма-қол XRD (CuKα, 2θ=20-90°) және SEM/EDS арқылы бақылаудан өтіп, шың үлкейуі, шың орындарының ығысуы және Pd-Ti колокализациясы бойынша келесі итерацияға параметрлер дәлденді.

    Pd-Ti-Mg жүйесін сутегіні жылдам адсорбциялау/десорбциялауға қабілетті наноқұрылымды гидридтік материал ретінде алу үшін механосинтез (МС) режимдері зерттелді. Бастапқы Pd (99,9%), Ti (99,96%) және Mg (99,98%) ұнтақтары инертті ортада Pulverisette 7 (Premium Line) вибрациялық микродиірменінде араластырылды; үлгілер BPR≈10:1 қатынасымен өңделді, суық дәнекерленуді тежеу үшін 1-1,5% стеарин қышқылы қолданылды. 15 минут МС-тен кейінгі рентгенфазалық талдау X’PERT-PRO (CuKα, λ=1,5406 Å, 2θ=20–90°) құрылғысында жүргізілді: Pd  ГЦК (Fm-3m, a=3,887 Å), β-Ti ОЦҚ (Fm-3m, a=4,060 Å), α-Ti  ГПУ (P6₃/mmc, a=2,950 Å, c=4,681 Å), Mg  ГПУ (P63/mmc, a=3,209 Å, c=5,211 Å) фазалары бірге тіркелді. Бұл нәтижелер бастапқы металдардың сақталуын және Pd-Ti интерметаллидтерінің (PdTi, Pd2Ti) пайда болу ықтималдығын көрсетеді. Гранулометрия (ANALYSETTE 22) Q3(x) бойынша D10≈5 мкм, D50≈20 мкм, D90≈50 мкм мәндерін берді: негізгі үлес 10-40 мкм аймағында (Pd/Ti), 0,8-5 мкм  ұсақ фрагменттер, 300-600 мкм  Mg бөлшектері. SEM/EDS картографиясы Pd және Ti-ға бай аймақтардың колокализациясын, Mg-ның дән шекаралары бойымен дисперсті таралуын растады.

    Баспаға ұсынылған материалдар:

    1. Kurbanbekov Sh, Skakov M, Zhakiyeva A, Tshe V, Kaldar B, Amangeldieva Y. INTERMETALLIC COMPOUNDS FOR HYDROGEN STORAGE: A REVIEW OF STRUCTURAL, KINETIC, ANDCATALYTIC ASPECTS WITH A FOCUS ON PD-TI-MG SYSTEMS. XIII Международная научно-техническая конференция «Энергетика, инфокоммуникационные технологии и высшее образование» 22-24 октября 2025 г. Казахстан, Алматы

    2. Kurbanbekov Sh, Skakov M, Tokezhanov A, Tshe V, Kaldar B, Amangeldieva Y. STUDY OF THE STRUCTURAL-PHASE STATE OF THE MECHANICALLY ACTIVATED SYSTEM Pd-Ti-Mg. XIII Международная научно-техническая конференция «Энергетика, инфокоммуникационные технологии и высшее образование» 22-24 октября 2025 г. Казахстан, Алматы

    2026 жыл

    Сутекті сақтау жүйелерінде Pd негізіндегі металл гидридтерінің тиімділігін тексеруге мүмкіндік беретін сутегі адсорбциясы мен десорбциясының кинетикалық сипаттамаларын белгіленеді. 

    Web of Science базасындағы Science Citation Index Expanded-те индекстелетін және (немесе) Scopus базасында CiteScore бойынша 50-ден (елу) кем емес процентилі бар   рецензияланатын ғылыми басылымдарда жобаның ғылыми бағыты бойынша кемінде  2 (екі) мақала және (немесе) шолу) жарияланады;

    -өнертабысқа кемінде   1 (оң шешім алған) патент алынады;

    - ҒЖБССҚК ұсынған рецензияланатын шетелдік және (немесе) отандық басылымда   кемінде  1 (бір) мақала немесе шолу жарияланады.

    Наноқұрылымды Pd-Ti-Mg жүйесінің материалдары диффузия мен белсенділіктің жақсаруына байланысты жоғары қысымда және температурада сутегін сіңірудің және десорбцияның жоғары қарқынын көрсетеді деп күтілуде. Абсорбция жылдамдығы қысым мен температураның жоғарылауымен жоғарылайды, ал қысымның төмендеуімен және температураның жоғарылауымен десорбция жылдамдайды. Наноқұрылымдау дәстүрлі материалдармен салыстырғанда жақсы сорбция кинетикасын қамтамасыз етеді.

    Зерттелетін үлгілер үшін сутекті сіңіру және десорбциялау процестерінің параметрлері, оның ішінде сутегінің жұтылуы мен бөліну жылдамдығы, оның сыйымдылығы, сондай-ақ осы құбылыстардың термодинамикалық және кинетикалық аспектілері сияқты көрсеткіштер талданады.

    Материалдардың құрылымы мен құрамы циклдік сынақтардан кейін SEM, TEM, XRD, MS және EDS көмегімен зерттеледі.

    2027 жыл

    Pd-Ti-Mg негізінде интерметалдық қосылыстарды кешенді сынауға мүмкіндік беретін функционалдық стендте зерттеледі.

    Web of Science базасындағы Science Citation Index Expanded-те индекстелетін және (немесе) Scopus базасында CiteScore бойынша 50-ден (елу) кем емес процентилі бар   рецензияланатын ғылыми басылымдарда жобаның ғылыми бағыты бойынша кемінде 1 (бір) мақала және (немесе) шолу) жарияланады;

    - ҒЖБССҚК ұсынған рецензияланатын шетелдік және (немесе) отандық басылымда  кемінде 1 (бір) мақала немесе шолу жарияланады.

    Техникалық талаптарға сай эксперименттік қондырғы жасалады. Орнатудың функционалдығын және қабылданған өлшемдердің дәлдігін растайтын бастапқы сынақтар жүргізіледі.

    Жүйелі тестілеуге дайын сынақ стенді әзірленеді. Алдын ала сынақтар жүргізіледі, Pd негізіндегі интерметалдық қосылыстардың функционалдық сипаттамалары бойынша нәтижелер жиналды және талданады. Стендтің жұмысы оңтайландырылады, бұл оның тиімділігі мен сынақ кезінде жоғары өнімділігін қамтамасыз етеді.

    Pd-Ti-Mg жүйесінің металл гидридтеріндегі сутегі адсорбциясы мен десорбциясының термодинамикалық және кинетикалық сипаттамалары әртүрлі жағдайларда қалай өзгеретінін көрсететін графикалық тәуелділіктер алынады. Бұл материалдың әрекеті туралы жалпы түсінік береді және нақты қолданбаларда оңтайлы жұмыс режимдерін таңдауға мүмкіндік береді.