ҚР бжғм жобасы 2021-2023
«MXene негізіндегі гибридті электродтар және сулы электролиттер негізіндегі ультра жылдам энергия сақтау құрылғылары үшін интеркалация материалы» жобасы (IRN AP09058354)
Жобаның мақсаты:
Жоғары спецификалық қос қабатты сыйымдылық компоненті (конденсатор материалы) және жылдам Фарадей түрлендіруі (батареялар үшін интеркалация материалы) қосылған MXene материалы негізінде гибридті электродтардың жұмыс істеуінің іргелі принциптерін әзірлеу және зерттеу.
Қол жеткізілген нәтижелер:
• Ti3C2Tx үлгілері әртүрлі сілтісіздендіру компоненттерін қолдану есебінен әртүрлі беттік топтары (Tx) бар қабатталған суспензия түрінде алынды. Алынған MXene қабықшалары әртүрлі физико-химиялық әдістерді қолдану арқылы талданды. Барлық синтезделген үлгілер үшін материалдың 2D құрылымы алынғаны көрсетілген, бұл таңдалған шаймалау агенттерімен толық шаймалау процесін көрсетеді. Алынған MXene үлгілерінің құрылымы, морфологиясы және құрылымы XRF, SEM және оптикалық микроскопия көмегімен талданды.
• Электролит тұрақтылығының электрохимиялық терезесінің ең үлкен мәндері NaClO4 (10 М) үшін – 2,6 В және LiCl (14 М) үшін – 2,5 В, өткізгіштіктің максималды мәні 6 концентрацияда байқалатыны көрсетілген. NaClO4 үшін M. 10 M NaClO4¬ және 14 M LiCl оңтайландырылған электролитінің катодтық тұрақтылығы MXene белсенді электродты пайдаланған кезде оның H2O-дан сутегін қалпына келтірудегі елеусіз каталитикалық әсерінен шамамен 200 мВ төмен екендігі көрсетілді. NaCH3COOH негізіндегі қаныққан электролитті пайдалану NaCH3COOH гидролизінен туындаған ерітіндінің сілтіленуінен электрохимиялық тұрақтылық терезесінің анодтық аймағының төмендеуіне әкеледі.
• NaAc-тен синтезделген NaTi2(PO4)3 үлгісінің NaHCO3 синтезімен салыстырғанда электрохимиялық сынақтарда оң әсер ететін қоспа қосындылары аз екені көрсетілді. Синтезделген NaTi2(PO4)3 ұнтақтау бөлшектердің өлшемін 500 нм дейін айтарлықтай азайтуға мүмкіндік берді, ұнтақталған NaTi2(PO4)3 MXene-мен біріктіру оңайырақ болады. NaTi2(PO4)3 үлгілері үшін цикловольтамметрия нәтижелері бойынша сыйымдылық (80 мАч/г) және де/интеркалация шыңдарының орны анықталды.
• Титан оксидін түзе отырып, атмосфералық оттегінің көмегімен (қосымша тотықтырғыштардың әрекетінсіз) MXene-нің бақыланатын тотығу мүмкіндігі көрсетілді. XRF, электронды микроскопия және Раман спектроскопиясы көмегімен зерттеулер нәтижелерін талдау анатаза түрінде TiO2 барын көрсетеді. Бастапқы материалмен салыстырғанда тотыққан MXene электрохимиялық белсенділігінің жоғарылауы Red/Ox активтілігі бар түзілген TiO2 болуына байланысты көрсетілді. Ti3C2Tx ауаның оттегімен тотығуы ерітіндідегі оттегінің Ti3C2Tx бетіне диффузия сатысымен шектеледі. CV әдісімен анықталған MXene/TiO2 негізіндегі гибридті электрод үшін зарядтау/разрядтау процесінің жылдамдық сипаттамалары жеке MXene жапырақшалары арасындағы қабат аралық кеңістіктің ұлғаюына байланысты таза MXene үшін мәндерден жоғары. Қалыптасқан TiO2 есебінен «тірек әсері» - электролитке тезірек қол жеткізу. Түзілген TiO2 пайызы LiCl және NaClO4 ерітінділеріндегі CV қисықтарын талдау арқылы электрохимиялық әдіспен анықталды. Оттегімен 6 күн тотыққанда w(TiO2) ≈ 6%. MXene/TiO2 гибридті электродының таза TiO2 мен салыстырғанда ұзақ мерзімді цикл кезінде жоғары тұрақтылығы MXene қабығына байланысты.
• MXene/NaTi2(PO4)3 негізіндегі гибридті электрод вакуумды сүзу арқылы жасалды. Алынған электродтың механикалық беріктігі NaTi2(PO4)3 пайызына байланысты.
Байланысу
Келу уақыты 9.00-18.00, дүйсенбі-жұма
Мальчик Федор Игоревич - жетекші ғылыми қызметкер, «Электрохимиялық өндіріс технологиялары» зертханасының меңгерушісі.

• Телефон: +7 707 244 2236
• Е-mail: frodo-007@mail.ru
Мекен-жайымыз: Алматы қаласы, Әл-Фараби даңғылы 71/23
Ru / En / Kz