Жаңалық

Жас ғалым күн энергиясын өндіру технологиясын жасамақшы

Қайрат Кеңес ҚазҰУ-дың химия факультетінде оқиды. Күн батареяларына арналған материалдарды синтездеумен айналысып жүр.

Бүгінде дүние жүзі бойынша халық санының өсуі, зауыттар мен өнеркәсіп жүйелерінің күн санап көбеюі салдарынан энергиялық қажеттілік артып келеді. Мұнай, көмір секілді дәстүрлі энергия көздері қорларының азаюы және олардың экологиялық жағынан зиянды болуы альтернативті энергия көздерінің дамуына әсер етуде. Осы ретте сарқылмайтын энергияның ең оңтайлысы күн энергиясы болып саналады.

Әлемде күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын күн батареяларына деген қызығушылық күн санап арта түсуде. Осыған байланысты алпауыт елдерде оларды өндіру, сапасын арттыру, ПӘК (пайдалы әсер коэффициенті) көрсеткішін жақсарту мақсатында дәстүрлі марафон жалғасып келеді. Ол елдердің алдыңғы қатарында Италия, Германия және азиялық алпауыттар Қытай мен Жапония тұр.

Ол елдер қолданатын негізгі материал кремний болып есептеледі. Ал Қазақстан кремний қоры және оның тазалығы жөнінен әлем бойынша алдыңғы қатарлы орында. Сонымен бірге «күн уақыты» бойынша 3000-4000 аралығында. Салыстыру үшін айта кетсек бұл көрсеткіш жоғарыда аталған Еуропа елдерінде 1500-2000 шамасында. Яғни, біздің елде күн энергиясының қолданылуы мен өндірісін дамыту мүмкіндігі жоғары. Біздің негізгі жұмыс барысы осы аталған күн батареяларында қолданатын фотоэлементтердің синтезделу процесін, технологиясын жасаумен байланысты. Дүние жүзінің ғалымдары Қазақстанда Күн батареясын қолдану мүмкіндігі басқа елдерге қарағанда екі есе артық деп айтып жүр. Өйткені Қызылорда, Шымкент, Алматыда жылдың 200-210 күні бұлтсыз, ашық болады. Күн батареяларына қызығуымның себептері де бар. Бұл алдымен қолданысқа қажетті өнімді арзан бағада өндіру, өнімнің сапалылығы, экологиялық тұрғыдан тазалығы және жоғары сұранысқа ие болуы.

Сонымен қатар бірнеше жаңа заттар синтездеу, олардың технологиясын құрастырумен айналыстым. Нақтырақ айтсам, мыс (І) оксидінің синтезделуінің жаңа әдісін құрастырдық. Сонымен бірге кадмий сульфидінің, мыс сульфидінің синтезделуінің химиялық әдісін жетілдірдім. Бұл алынған материалдардың барлығы жартылай өткізгіштік қасиетке ие, сол қасиеті бойынша оларды күн батареялары өндірісінде қолдануға болады. Оның үстіне олар химиялық анализдеу үшін таза сапаға ие.

Бұл жобам бірнеше рет халықаралық конференцияларда талданды, жүлделі орындарға ие болдым. Былтыр Санкт-Петербург қаласында өткен III Халықаралық А.А. Яковкин атындағы жас ғалымдар конференциясын ерекше айтуға болады. Зерттеп жүрген тақырыбыма Санкт-Петербург Техникалық Институты ғалымдары қатты қызықты. Атқарылып жатқан жұмыстар сонымен қатар шетел ғалымдарының да қызығушылығын тудыруда. Оған дәлел ретінде «META’13, the 4th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics» әлемдік конференциясына алған шақыртуым болды.

Былтырғы оқу жылынан бастап жаңа үш бағыт бойынша жұмыс атқару үстіндеміз. Бірнеше студент сенсибилизация (бұл күрделі қоспалы полимерлерді дайындау барысында қосымша ион енгізу арқылы, оларды электрөткізгішке айналдырып, екеуінің үйлесуімен p-n ауысуды (позитив, негатив) іске асыруды қолға алдық. Күрделі органикалық полимерлердің синтезделуін, яғни полимерлер ерекше қасиетке ие, басқа полимерлерге қарағанда электр тоғын өткізеді. Қазіргі кезде күн батареялары өндірісінде PEDOT\PSS секілді полимерлер қолданады. Біздің мақсат осы екі жүйеден тұратын жаңа құрылысты полимерді синтездеу. Гибридті фотоэлемент бейорганикалық және органикалық қосылыстардың үйлесімімен ерекшеленеді. Жоғарыдағы айтылған ауысу осы екі заттардың өзара әсерлесуінен күн энергиясының электр энергиясына ауысуға негізделеді.

Зерттеу жұмыстарымыз ұзаққа созылатынын жасырмаймын. Оның себебі – материалдық базаның жетіспеуімен байланысты. Жоғарыда айтылған нәтижелердің көп бөлігі бірнеше зертеу институттарында тәжірибеден өткізілді. Кейде халықаралық конференцияларға қатысып, жобаны таныстыра беруден де қашқақтаймын. Ғылыми жұмыстың жаңалығы қандай екенін біліп алған шетелдіктер жобаңды иеленіп кетуі де мүмкін. Өйткені ұлт ретінде сақталып қалуды, дамудың даңғыл жолына түсуді көздейтін ел алдымен ғылымына көңіл бөледі, қаржы құяды. Ал біздің елімізде дайын жобаларға қаржының бөлінуі, жүзеге асуы тым сиырқұйымшақтанып кетеді. Бұл – шындық.

Менің қазіргі мақсатым – отандық күн батареяларының өндірілу технологиясын құрастыру. Өндірілетін өнімнің қолданылу аясы – кіші көлемдегі ғимараттарды, техникалық құралдарды, тұрмыстық заттарды және т.б. энергиямен қамтамасыз ету. Жоба өнімі идеялық және жартылай жұмыс істеу сатысында және ары қарай даму мүмкіндіктері жоғары. Отандық жас ғалымдарға қолдау көрсетуге ынталы жандар табылса, ғылыми жобамның еліміздің дамуына ықпал ететіндігіне сенімдімін.

Басқа материалдар

Back to top button