Объектом исследования является азот допированный полупроводниковый кристалл Со3О4 для применения в качестве электродного материала для разложения молекулы воды, поверхность с индексами направления (100) полупроводникового кристалла Со3О4.

Для достижения поставленной цели оксид кобальта изучается экспериментально и теоретически с позиции теории функционала плотности (DFT) с приближении а) линейных комбинации атомных орбиталей (ЛКАО); б) на основе базиса плоских волн (ПВ) с использованием программы VASP 5.2.

Методы исследования: расчеты на основе теории плотности функционала в базисе плоских волн в приближении обобщенных градиентов (GGA) с использованием нелокального обменно-корреляционного функционала PBE.

Предложенный исследовательский проект будет служить для достижения в оксидных материалах для исследования возобновляемой энергий для энергитической промышленности. Долгосрочный результат осуществления проекта будет образование нового поколения Казахстанских ученых с большим опытом в компьютерном моделирований технологический важных материалов включая источники возобновляемой энергий и ядерной энергий.

- Изучаемый материал имеет структуру нанолиста. Эффективная поверхность такого материала намного больше, чем у нанопорошка. Наше исследование сможет объяснять некоторые новые структуры на атомистическом уровне.

полученная модель в результате научно-исследовательской работы совершенствует технологию создания электродных материалов и методика исследования планируется внедрять в лабоарторные занятия курса «Твердое тело».

Как богатая минералом страна, Казахстан постоянно должен развивать не только добычу сырья, наряду с этим должно совершенствоватся комплексные материалы в зависимости от мировой индустрии, быстро сделав вклад в мировое производство источников альтернативных энергий. Предложенный проект нацелен на улучшение существующих материалов и созданию новых оптимальных материалов для применения энергетике.

инженерами, материаловедами и химиками в разработке недорогих и эффективных ячеек расщепления воды.

Изучаемый материал имеет структуру нанолиста оксида кобальта. Эффективная поверхность такого материала намного больше, чем у нанопорошка.

Данная работа направлена на изучение фотокаталитических свойств оксида кобальта с целью снижения энергетических потерь для выделения водорода в результате расщепления воды и принесет новые парадигмы в фундаментальном понимании химических процессов выделения кислорода и водорода, а также механизма оксидации воды, а также откроет новые пути контролирования данными реакциями.

комплексный подход, который включает в себя аналитическую теорию, методы компьютерного моделирования, химического синтеза, тщательный анализ характеристик материалов, а также фотоэлектрохимические измерения

- показано, что замещение атомов NO в подповерхностной плоскости Co2O4-xNx предсказывает взаимное притяжение для большинства испытанных концентраций допанта; - Определено зарядовые распределение на поверхности при внедрении примеси азота на 4 конфигурациях отличающимися позицией внедрения допанта азота; - выявлено, что N-допированные поверхности демонстрируют на сайте Co_2c^T уменьшение перенапряжения (0,56-0,24 В) по сравнению с поверхностью, нелегированной Co3O4 на поверхности Co3O4 - показано из анализа зарядового распределения Бадера, что для большинства концентраций и конфигураций поверхностные катионы Co становятся менее положительными.

Изучаемый материал имеет структуру нанолиста. Эффективная поверхность такого материала намного больше, чем у нанопорошка. Наше исследование сможет объяснять некоторые новые структуры на атомистическом уровне. - Есть большое количество теоретических, а также экспериментальных исследований на каталитической активности Co3O4. Однако, в настоящее время нет результаты теоретических исследований N-допированных Co3O4. - Некоторые результаты наших вычислений будут сравнены с экспериментальными работами. Проект также представляет результаты, которые не могут быть проверены экспериментально, что делает их ценными.

фотокатализ, альтернативная энергетика, литий-ионные батарей, многофункциональные новые материалы

Изучаемый материал имеет структуру нанолиста оксида кобальта. Эффективная поверхность такого материала намного больше, чем у нанопорошка.

Данная работа направлена на изучение фотокаталитических свойств оксида кобальта с целью снижения энергетических потерь для выделения водорода в результате расщепления воды и принесет новые парадигмы в фундаментальном понимании химических процессов выделения кислорода и водорода, а также механизма оксидации воды, а также откроет новые пути контролирования данными реакциями.

комплексный подход, который включает в себя аналитическую теорию, методы компьютерного моделирования, химического синтеза, тщательный анализ характеристик материалов, а также фотоэлектрохимические измерения

- рассчитаны значения ширины запрещенной зоны в объеме кристалла 1.60 эВ, а также постоянных решетки кристалла a_0=b=8.17Å и Å; - показано, что поверхность (100) в кристалле нейтральна и неполярна; - Рассчитанное значение ширины запрещенной зоны для поверхности (100) равна 1.2 эВ. Ширина запрещенной зоны поверхности (100) ниже, чем в объеме кристалла (1.6 эВ). - показано, что замещение атомов NO в подповерхностной плоскости Co2O4-xNx предсказывает взаимное притяжение для большинства испытанных концентраций допанта; - о пределено зарядовые распределение на поверхности при внедрении примеси азота на 4 конфигурациях отличающимися позицией внедрения допанта азота; - показано из анализа зарядового распределения Бадера, что для большинства концентраций и конфигураций поверхностные катионы Co становятся менее положительными. - рассчитаны свободные энергии Гиббса, термодинамическое перенапряжение для каждого шага расщепления молекулы воды при U=0, 1.23 В; - рассчитаны DFTэнергии адсорбции для всех разработанных структур на чистой и азот допированной (100) поверхности оксида кобальта; - показано, что при 25% NO (2,7) концентрации над поверхностью Cooct значительное снижение перенапряжения на 0,38 В, по сравнению с недопированной поверхностью; -выявлено что, наиболее высокие значения перенапряжения для N-допированной поверхности составляют ~1 В - определено, что источник энергетического разнообразия обусловлен неопределенностью адсорбции ООН.

Изучаемый материал имеет структуру нанолиста. Эффективная поверхность такого материала намного больше, чем у нанопорошка. Наше исследование сможет объяснять некоторые новые структуры на атомистическом уровне. - Есть большое количество теоретических, а также экспериментальных исследований на каталитической активности Co3O4. Однако, в настоящее время нет результаты теоретических исследований N-допированных Co3O4. - Некоторые результаты наших вычислений будут сравнены с экспериментальными работами. Проект также представляет результаты, которые не могут быть проверены экспериментально, что делает их ценными.

фотокатализ, альтернативная энергетика, литий-ионные батарей, многофункциональные новые материалы