Электромобильдер, смартфондар, микрочиптер – барлығы энергияны тиімді әрі қауіпсіз сақтау жолдарын талап етеді. Қазақстан ғылымы бұл бағытта сенімді қадамдар жасауда, деп хабарлады ҚР Ғылым және жоғары білім министрлігі.
Nazarbayev University, NU National Laboratory Astana және Аккумуляторлар институты ғалымдарының озық жетістіктері дүниежүзіндегі ең көне әрі беделді ғылыми басылымдардың бірі – Корольдік химиялық қоғамының RSC Advances (Scopus Q1) журналының арнайы шығарылымына енді. Бұл шығарылым өткен жылы Астанада өткен INESS халықаралық конференциясының нәтижелеріне арналған.
Кофе – энергия көзі
Таңғы кофеден кейінгі қалдықтар қоқысқа тасталмай, аккумуляторға айналса ше? NU ғалымдары кофенің қалдығын арнайы термоөңдеуден өткізу арқылы энергия жинайтын материалға айналдыруға болатынын дәлелдеді. Профессор Айшуақ Қонаровтың жетекшілігімен және Оңтүстік Кореядағы Sejong University ғалымдарымен бірлескен жұмыс нәтижесінде фосформен «қосылған» қатты көміртекті жаңа материал синтезделді. Ғалымдар жоғары кеуекті құрылым алуға қажетті оңтайлы жағдайларды тапты. Нәтижесінде материалдың қасиеттері айтарлықтай жақсарды, ал онымен бірге натрий-иондық батареялардағы энергия жинау мүмкіндігі де артты – бұл литийлік баламалардан арзан әрі экологиялық таза шешім.
Химиялық мини-реактор
Профессорлар Сәлімгерей Әділов пен Нұршат Нұражының зерттеу топтары полианилиннен арнайы нановолокно өсіруге арналған жаңа микрореактор түрін жасады. Бұл талшықтар берік үшөлшемді құрылым құрап, энергияны жақсырақ жинап, қайтаруға мүмкіндік береді. Бұл зерттеу электромобильдер мен портативті электроникаға арналған жетілдірілген суперконденсаторларды жасауға негіз бола алады.
Компактты литий-күкірт батареялары
Li-S микробатареялары – ықшам, тұрақты және жоғары энергия тығыздығына ие. NLA зерттеу тобы, доктор Әлия Мұқанованың жетекшілігімен, анод пен катод арасындағы дәстүрлі сепаратордан бас тарта отырып, батарея құрылымын жеңілдетті. Бұл сепаратор иондарды өткізіп, электр тогын өткізбейді, осылайша қысқа тұйықталудың алдын алады. Ғалымдар теориялық сыйымдылыққа қол жеткізіп, батареяның қызмет ету мерзімін арттырды – қуаттылығы 60%-ға дейін сақталады. Мұндай шешім киілетін электроника мен микросистемалар үшін өте тиімді – мысалы, микророботтар мен медициналық сенсорлар үшін.
Магнит арқылы аккумуляторды жақсарту мүмкін бе?
Профессор Жұмабай Бәкеновтың жетекшілігімен жүргізілген зерттеу барысында литий-ионды аккумуляторларда жиі қолданылатын фосфатты литий-темір катодын жетілдірудің тиімді әдісі табылды. Бұл материал арзандығы мен экологиялық тазалығына байланысты танымал, бірақ жоғары ток пен ұзақ жұмыс кезінде сыйымдылығы төмендеп кетеді.
Ғалымдар катодқа магнитті нанобөлшектер қосуды және оны магнит арқылы кептіру әдісін ұсынды. Бұл тәсіл катод құрылымын «баптап», литий иондарының қозғалғыштығын арттырды. Зерттеу бұл әдістің қарапайым және өнеркәсіптік ауқымда қолдануға жарамды екенін көрсетті.
Суперматериалдар және металл көбігі
Зерттеушілер арнайы көбікке никель оксидін жағып, үстіне көміртек қабатын қосу арқылы жаңа аккумулятор материалын әзірледі. Бұл құрылым литий-иондық батареялардың ұзақ қызмет етуін және тиімділігін арттырды. Аталмыш жұмыс NLA зертханасындағы доктор Арайлым Нұрпейісованың жетекшілігімен жүзеге асырылды. Мұндай технологиялар болашақтың электромобильдерінен бастап микроэлектроникаға дейін қолдануға жарайды.
Қазақстандық ғалымдардың әзірлемелері энергия сақтау құрылғыларының сипаттамаларын жақсартып қана қоймай, қымбат әрі сирек кездесетін металдарға тәуелділікті төмендетуге мүмкіндік береді. Инновациялық шешімдер Қазақстанның жаһандық технологиялық даму үдерістеріне белсенді түрде қосылып жатқанын көрсетеді. Бұл әзірлемелер 2025 жылдың 6-8 тамыз аралығында Астанада өтетін «INESS-2025» атты 13-ші халықаралық конференцияда талқыланатын болады. Іс-шара Қазақстан металлургиясына зор үлес қосқан көрнекті химик Евней Бөкетовтың 100 жылдығына арналады.
