ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ИРНBR10965284, Номер госрегистрации0121РК00832

НаименованиеРазработка технологий производства и хранения водорода для развития альтернативной энергетики в Республике Казахстан

Приоритетное направление

Вид исследованияПрикладные исследования

ЗаявительРеспубликанское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан

Научный руководительСкаков Мажын Канапинович

Балл ГНТЭ30.33

Общая одобренная сумма445782716.27

Решение ННС
Нет файла

Ожидаемые результаты

начата разработка нового способа получения водорода и установки для проведения прикладных исследований; проведены обоснование и разработка способа получения водорода с применением плазменных технологий; разработаны методические рекомендации по получению водорода с применением плазменных технологий; разработан способ механохимического синтеза порошковой смеси; разработан способ твердофазного механохимического синтеза порошковой смеси методом комбинирования технологических процессов, определены оптимальные параметры механоактивации и механосинтеза порошковых систем на основе титана; разработан метод формирования твердооксидного топливного элемента; получены модельные образцы электродов твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ); разработаны перспективные материалы для электродов ТЭ с диспергированными моно и биметаллическими наночастицами металлов; проведены синтез и стабилизация металлсодержащих наночастиц с каталитической активностью; разработана методика синтеза и стабилизации металлсодержащих наночастиц; разработана методика получения наночастиц и матрицы-подложки; проведена разработка композиции «углеродная матрица-подложка методом послойного осаждения, технология получения матрицы-подложки; проведена разработка способа получения моно- и биметаллических наночастиц металлов на оптимальных носителях; изучена электрохимическая активность электродов состава Ме/С и Ме-Ме/С; выполнена сравнительная характеристика материалов по каталитической активности.

ПОКАЗАТЕЛИ РАЗВЕРНУТОЙ ПРОГРАММЫ

Шифр задания, этапа работы Наименование задания, этапа Аббревиатура организации, выполняющей задание, этап работ Фамилия, имя, отчество, ученая степень, должность руководителя задания, этапа работы Ожидаемые результаты
01 Разработка технологий производства и хранения водорода для развития альтернативной энергетики в Республике Казахстан Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович За 2021 год: будет начата разработка нового способа получения водорода и установки для проведения прикладных исследований; будет выбран способ получения водорода; будут проведены обоснование и разработка способа получения водорода с применением плазменных технологий; будут разработаны методические рекомендации по получению водорода с применением плазменных технологий; будут изучены существующие способы получения водорода и обоснованы предлагаемые методы с применением плазменных технологий на основе существующего экспериментального оборудования; будет начато исследование структурно-фазовых состояний и свойств сорбционно-активных материалов для хранения водорода в зависимости от условий их получения; будет разработан способ механохимического синтеза порошковой смеси; будет разработан способ твердофазного механохимического синтеза порошковой смеси методом комбинирования технологических процессов; будут определены оптимальные параметры механоактивации и механосинтеза порошковых систем на основе титана; будет разработан метод формирования твердооксидного топливного элемента; будут получены модельные образцы электродов твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ); будут разработаны перспективные материалы для электродов ТЭ с диспергированными моно;- и биметаллическими наночастицами металлов на оптимальных; будут проведены синтез и стабилизация металлсодержащих наночастиц с каталитической активностью; методика синтеза и стабилизации металлсодержащих наночастиц; методика получения наночастиц и матрицы-подложки; будет проведена разработка композиции углеродная матрица-подложка методом послойного осаждения; технология получения матрицы-подложки; будет проведена разработка способа получения моно- и биметаллических наночастиц металлов на оптимальных носителях, изучение электрохимической активности электродов состава Ме/С и Ме-Ме/С; сравнительная характеристика материалов по каталитической активности; За 2022 год: будет продолжена разработка нового способа получения водорода и установки для проведения прикладных исследований; будет разработана установка для проведения прикладных исследований; будет разработана установка для отработки метода получения водорода и проведения прикладных исследований; будет разработана конструкторская документация по внедрению плазмохимического метода получения водорода в установке для прикладных исследований; будет продолжено исследование структурно-фазовых состояний и свойств сорбционно-активных материалов для хранения водорода в зависимости от условий их получения; будут изучены особенности фазообразования орто-сплавов; будут выявлены особенности фазообразования в порошковой системе на основе интерметаллидов титана при механоактивации, механосинтезе и спекании, установлены структурные типы фаз, определены температурные интервалы их образования; будут начаты работы по определению влияния термоциклических процессов сорбции/десорбции на стабильность эксплуатационных свойств сорбционных материалов для хранения водорода; Будут проведены ресурсные испытания; будут проведены эксперименты по определению термоциклической устойчивости при высокотемпературном многократном гидрировании\дегидрировании тестовых образцов; будет проведен расчет коэффициентов диффузии и энергий активации, построены кинетические кривые зависимости концентрации водорода в сплавах от времени и температуры сорбции, а также будут определены температурные зависимости процессов сорбции и десорбции; будет начата разработка конструкция топливного элемента и проведена оценка пиковых характеристик твердооксидного топливного элемента (электрокаталитической активности материалов на основе различных углеродных носителей в качестве электродов ТЭ); будет выполнен анализ шумовых сигналов, удельного сопротивления и плотности мембранно электродного блока ТЭ; корреляция электрохимической активности и шумовых сигналов; будут проведены испытания электродов на циклический ресурс; отчет по стойкости блока в рабочем режиме; будет проведено испытание мембранно-электродного блока на устойчивость при термоциклировании; оценка электрокаталитической активности материалов на основе различных углеродных носителей в качестве электродов ТЭ; За 2023 год: будет завершена разработка нового способа получения водорода и установки для проведения прикладных исследований; будут отработаны способы получения водорода; будет проведена экспериментальная отработка способа получения водорода в сверхвысокочастотном разряде и плазменно-пучковом разряде; будут проведены комплексные пуско-наладочные работы для отработки и реализации выбранного способа получения водорода; будут определены параметры экспериментов на разработанной установке для прикладных исследований; экспериментально будет определен наиболее эффективный способ получения водорода на основе количественной и качественной оценки получаемого водорода с учетом энергетических затрат и условий эксперимента; будут выданы рекомендации по выбору технических условий получения водорода; будут завершены работы по определению влияния термоциклических процессов сорбции/десорбции на стабильность эксплуатационных свойств сорбционных материалов для хранения водорода; будут проведены работы по определению циклической устойчивости образцов; будет изучено влияние многократных процессов гидрирования\дегидрирования на структурно-фазовое состояние и эксплуатационные свойства водородемких материалов; будут проведены работы по исследованию структурно-фазовых превращений и дефектной структуры интерметаллического сплава-накопителя водорода на основе интерметаллидов титана в процессе высокотемпературных ресурсных испытаний; будет завершена разработка конструкция топливного элемента и проведена оценка пиковых характеристик твердооксидного топливного элемента; результаты испытаний блока, опытный образец; будут проведены испытания блока при максимально возможной для данного типа ТЭ плотности тока и температурной зависимости; будет проведена оптимизация рабочих параметров; результаты испытаний блока, опытный образец; будут опубликованы 2 (две) статьи в рецензируемых научных изданиях по научному направлению программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) либо 3 (третий) квартили в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти); публикация статей, патентов; сдача отчета.
01.01 Разработка нового способа получения водорода и установки для проведения прикладных исследований Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет начата разработка нового способа получения водорода и установки для проведения прикладных исследований. Будет выбран способ получения водорода Будет продолжена разработка нового способа получения водорода и установки для проведения прикладных исследований. Будет разработана установка для проведения прикладных исследований Будет завершена разработка нового способа получения водорода и установки для проведения прикладных исследований. Будут отработаны способы получения водорода
01.01.01 Обоснование и разработка способа получения водорода с применением плазменных технологий Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будут проведены обоснование и разработка способа получения водорода с применением плазменных технологий. Будут разработаны методические рекомендации по получению водорода с применением плазменных технологий. Будут изучены существующие способы получения водорода и обоснованы предлагаемые методы с применением плазменных технологий на основе существующего экспериментального оборудования
01.01.02 Разработка установки для отработки метода получения водорода и проведения прикладных исследований Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет разработана установка для отработки метода получения водорода и проведения прикладных исследований. Будет разработана конструкторская документация по внедрению плазмохимического метода получения водорода в установке для прикладных исследований
01.01.03 Экспериментальная отработка способа получения водорода в сверхвысокочастотном разряде и плазменно-пучковом разряде Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет проведена экспериментальная отработка способа получения водорода в сверхвысокочастотном разряде и плазменно-пучковом разряде. Будут проведены комплексные пуско-наладочные работы для отработки и реализации выбранного способа получения водорода. Будут определены параметры экспериментов на разработанной установке для прикладных исследований. Экспериментально будет определен наиболее эффективный способ получения водорода на основе количественной и качественной оценки получаемого водорода с учетом энергетических затрат и условий эксперимента. Будут выданы рекомендации по выбору технических условий получения водорода.
01.02 Исследование структурно-фазовых состояний и свойств сорбционно-активных материалов для хранения водорода в зависимости от условий их получения. Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет начато исследование структурно-фазовых состояний и свойств сорбционно-активных материалов для хранения водорода в зависимости от условий их получения. Будет разработан способ механохимического синтеза порошковой смеси Будет продолжено исследование структурно-фазовых состояний и свойств сорбционно-активных материалов для хранения водорода в зависимости от условий их получения. Будут изучены особенности фазообразования орто-сплавов
01.02.01 Разработка способа твердофазного механохимического синтеза Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет разработан способ твердофазного механохимического синтеза порошковой смеси методом комбинирования технологических процессов. Будут определены оптимальные параметры механоактивации и механосинтеза порошковых систем на основе титана.
01.02.02 Изучение особенности фазообразования и сплавах на основе интерметаллидов титан Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будут выявлены особенности фазообразования в порошковой системе на основе интерметаллидов титана при механоактивации, механосинтезе и спекании, установлены структурные типы фаз, определены температурные интервалы их образования.
01.03 Определение влияния термоциклических процессов сорбции/десорбции на стабильность эксплуатационных свойств сорбционных материалов для хранения водорода. Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будут начаты работы по определению влияния термоциклических процессов сорбции/десорбции на стабильность эксплуатационных свойств сорбционных материалов для хранения водорода. Будут проведены ресурсные испытания Будут завершены работы по определению влияния термоциклических процессов сорбции/десорбции на стабильность эксплуатационных свойств сорбционных материалов для хранения водорода. Будут проведены работы по определению циклической устойчивости образцов
01.03.01 Эксперименты по определению термоциклической устойчивости Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будут проведены эксперименты по определению термоциклической устойчивости по высокотемпературному многократному гидрированию\дегидрированию тестовых образцов
01.03.02 Проведение расчетов по определению коэффициентов диффузии и энергий активаций Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет проведен расчет коэффициентов диффузии и энергий активации, построены кинетические кривые зависимости концентрации водорода в сплавах от времени и температуры сорбции, а также будут определены температурные зависимости процессов сорбции и десорбции.
01.03.03 Изучение влияния многократных процессов гидрирования\дегидрирования на структурно-фазовое состояние и эксплуатационные свойства водородемких материалов Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет изучено влияние многократных процессов гидрирования\дегидрирования на структурно-фазовое состояние и эксплуатационные свойства водородемких материалов. Будут проведены работы по исследованию структурно-фазовых превращений и дефектной структуры интерметаллического сплава-накопителя водорода на основе интерметаллидов титана в процессе высокотемпературных ресурсных испытаний
01.04 Разработка метода формирования твердооксидного топливного элемента. Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет разработан метод формирования твердооксидного топливного элемента. Будут получены модельные образцы электродов твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Будут разработаны перспективные материалы для электродов ТЭ с диспергированными моно- и биметаллическими наночастицами металлов на оптимальных.
01.04.01 Синтез и стабилизация металлсодержащих наночастиц с каталитической активностью Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будут проведены синтез и стабилизация металлсодержащих наночастиц с каталитической активностью. Методика синтеза и стабилизации металлсодержащих наночастиц. Методика получения наночастиц и матрицы-подложки
01.04.02 Разработка композиции углеродная матрица-подложка методом послойного осаждения Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет проведена разработка композиции углеродная матрица-подложка методом послойного осаждения. Технология получения матрицы-подложки
01.04.03 Разработка способа получения моно- и биметаллических наночастиц металлов на оптимальных носителях, изучение электрохимической активности электродов состава Ме/С и Ме-Ме/С. Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет проведена разработка способа получения моно- и биметаллических наночастиц металлов на оптимальных носителях, изучение электрохимической активности электродов состава Ме/С и Ме-Ме/С. Сравнительная характеристика материалов по каталитической актиивности
01.05 Разработка конструкции и оценка пиковых характеристик твердооксидного топливного элемента. Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет начата разработка конструкция топливного элемента и проведена оценка пиковых характеристик твердооксидного топливного элемента (электрокаталитической активности материалов на основе различных углеродных носителей в качестве электродов ТЭ) Будет завершена разработка конструкция топливного элемента и проведена оценка пиковых характеристик твердооксидного топливного элемента. Результаты испытаний блока. Опытный образец
01.05.01 Анализ шумовых сигналов, удельного сопротивления и плотности мембранно электродного блока ТЭ Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет выполнен анализ шумовых сигналов, удельного сопротивления и плотности мембранно электродного блока ТЭ. Корреляция электрохимической активности и шумовых сигналов.
01.05.02 Проведение испытаний электродов на циклический ресурс Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будут проведены испытания электродов на циклический ресурс. Отчет по стойкости блока в рабочем режиме.
01.05.03 Испытание мембранно-электродного блока на устойчивость при термоциклировании Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будет проведено испытание мембранно-электродного блока на устойчивость при термоциклировании. Оценка электрокаталитической активности материалов на основе различных углеродных носителей в качестве электродов ТЭ
01.05.04 Испытания блока при максимально возможной для данного типа ТЭ плотности тока и температурной зависимости. Оптимизация рабочих параметров. Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будут проведены испытания блока при максимально возможной для данного типа ТЭ плотности тока и температурной зависимости. Будет проведена оптимизация рабочих параметров. Результаты испытаний блока. Опытный образец.
01.05.05 Публикация результатов. Написание итогового отчета о НИР. Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» министерства энергетики Республики Казахстан Скаков Мажын Канапинович Будут опубликованы 2 (две) статьи в рецензируемых научных изданиях по научному направлению программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) либо 3 (третий) квартили в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 50 (пятидесяти). Публикация статей, патентов. Сдача отчета.
Назад