При создании многокомпонентных огнеупорных материалов показана возможность использования доступного минерального сырья РК - боратовой руды Индерского месторождения. Синтез материалов осуществляется в одну стадию методом СВС, который отличается простотой и экономичностью. Установлены оптимальные условия (соотношение исходных компонентов, начальная температура СВС, окислительная или инертная среда) получения композиционных материалов с использованием боратовой руды Индерского месторождения и оксидов переходных металлов. Определены температуры СВ-синтеза и механические характеристики полученных композиционных материалов. Морфологию и микроструктуру поверхности образцов, а также качественный и количественный анализ состава в точечных областях осуществляли в Национальной нанотехнологической лаборатории открытого типа КазНУ им. аль-Фараби на многофункциональном растровом электронном микроскопе Quanta 3D 200i с интегрированными системами фокусированного ионного пучка. Показана возможность использования боратовой руды Индерского месторождения РК для получения композиционных материалов. Наиболее перспективными исходными компонентами для их получения установлены: боратовая руда в сочетании с оксидами титана, хрома и природного циркона. В конечных продуктах СВС наибольшее количество ультрадисперсных кристаллических зерен боридной фазы, которая способствует упрочнению матрицы композита и придает огнеупорность до 2000 град. С.*

Методом термической диффузии изготовлены фотопреобразовательные структуры с р-n - переходом на основе кремния. Формирование высококачественного n{+}-р перехода в кремний методом кратковременного термического нагрева с нанесением трафаретной печати диффузанта позволило сократить время изготовления солнечных элементов на 12-14 %. Определены оптимальные режимы условий термообработки контактов к n-GaAs из сплава "серебро-германий-индий" для создания низкоомных омических контактов к тыльным и фронтальным поверхностям. Разработанные методы создания омических контактов позволяют создавать "толстый" слой с повышенной концентрацией электронов за счет легирования германием, и устраняют процесс возникновения избыточного галлия, в прилегающей к контакту области арсенида галлия, за счет диффузии серебра. Определен диапазон температур, в котором достигается наименьшее значение величины поверхностного сопротивления. Разработана методика создания высокоэффективных арсенид галлиевых солнечных элементов способом внедрения в их структуру металлооксидных наночастиц. Покрытие из наночастиц оксида никеля повышает коэффициент полезного действия солнечных элементов на 4,7 %. Повышение происходит за счет рассеяния света на наночастицах и увеличения доли поглощенных фотонов в активной области солнечных элементов.*

Изучен механизм литий-водородной реакции при атмосферном и высоком давлениях, проанализированы термодинамические и энерговесовые характеристики литий-водородной реакции в различных источниках энергии, установка для очистки продукта реакции - водорода. Получены данные о температурах и давлениях, развиваемых при реакции взаимодействия лития и воды в диапазоне температур до 200 градусов по Цельсию и давлении выше 40 атм. Исследования кинетики и механизмов генерации водорода по реакции гидратации лития показали высокую перспективность этого процесса при вероятном его использовании в мобильных системах, где критически важным является масса компонентов, максимальная оборачиваемость продуктов реакции и высокая энергетическая эффективность. Получены результаты термодинамического и термохимического анализов, предполагаемых конструкций двигателей. В качестве базовой выбрана реакция образования водорода при взаимодействии металлического лития с водой. В качестве топлива для двигателей использован водород, кислород воздуха выполнял роль окислителя, а продуктом реакции - вода, которая возвращается в процесс для последующего взаимодействия с литием.*

Теоретически и экспериментально исследованы эффективность солнечной установки с десятикратной концентрацией излучения на фотоэлементах и не менее двадцатикратной - на селективных поверхностях коллектора. Разработана техническая документация нового дизайна фотовольтаик-термальной солнечной электростанции; изготовлен действующий образец несущей платформы с концентраторами, фотомодулями и коллектором; проведено его тестирование на лабораторном стенде и на открытом воздухе; получены первые экспериментальные данные по интегральным теплофизическим характеристикам концентратора, фотомодуля и коллектора - пиковая электрическая мощность 0,56 кВт и тепловая мощность - 5,24 кВт. Оценена возможность работы солнечной электростанции в отсутствие солнца с применением ветрового генератора.*

Апробированы оптимальные варианты дальнейшего использования нефтяного шлама. Определены методы и методики контроля параметров входных материалов для создания композиционных материалов. Установлен оптимальный состав композиционных смесей, определены оптимальные условия и разработка способов очистки нефтяного шлама от неорганических компонентов природным цеолитом в зависимости от времени, температуры, различных норм сорбента.*

Разработана технология изготовления металлических, деревянных и пластиковых деталей ветроустановки с повышенной точностью и производительностью за счет применения в нем шариковинтовой передачи по всем координатам станка с высокой скоростью подачи до 150 мм/с. Исследованы физико-химические параметры изготовленных деталей, установлена закономерность зависимости механических свойств металлических заготовок от их микроструктуры. Получены образцы металлических отливок с малой толщиной стенки (5-10 мм) для последующего использования их в качестве деталей ветроустановки. Размеры и форма полученных отливок соответствуют требуемой характеристике готового изделия. Получены опытные образцы деталей ветроустановки с заданными техническими характеристиками, изготовленные методом выплавки в песчаные пресс-формы. Отливки получали методом свободной разливки в разовую разъемную пресс-форму, изготовленную из формовочной смеси с последующим затвердеванием залитого металла. Отдельные узлы ветроустановки (поворотное устройство, откидной болт, фланец) изготавливаются из труднообрабатываемых сплавов, трудоемки, требуют высокой точности изготовления. Фрезерно-гравировальный станок позволил изготовить металлические детали ветроустановки с повышенной точностью и производительностью за счет использования лазерной обработки.*

Исследован процесс двухстадийного получения кремния высокой чистоты из чистых компонентов (кварца и углерода) через плазменный синтез карбида кремния и вакуумно-дуговое восстановление смеси карбида и двуокиси кремния. Определен состав шихты для реализации процесса плазменного синтеза карбида кремния на специализированной плазменной печи ПТ-001/И1. Изготовлены пленочные проводящие материалы на основе кремния. Исследован оптимальный состав шихты для получения карбида кремния, результаты анализа показали, что наиболее приемлемым составом является порошок чистого кварца крупностью 0.2 - 0.6 мм с чистотой по SiO[2] 99,998 % и содержанием отдельных мешающих примесей не более 0,05 ррm, а также углеродное сырье в виде технической углеродной сажи. Определены технологические параметры грануляции, в частности определено, что для повышения степени извлечения кремния из шихты, необходимо ее измельчить со средним размером частиц 15-20 мм, а также необходимо плакировать углеродную сажу восстановителем, размер частиц которого должен быть меньше кварцевого сырья в 2 раза. Основное назначение данной технологии - получение чистого кремния, пригодного для производства пластин для фотоэлектрических преобразователей.*

Установлена структурная зависимость угольного материала, полученного методом вакуумного осаждения от типа внедряемого нанокатализатора. Определено, что нанокатализаторы биметаллической группы, проектированные полимером, проявляют каталитическую активность по отношению к разложению водорода и гомогенизируют структуру углерода. Электрокаталитическая активность разработанных катализаторов оценивалась путем исследования активности катализаторов по отношению к разложению пероксида водорода. Изучена закономерность вакуумного осаждения угольной матрицы при изготовлении угольных электродов. Разработанные биметаллические катализаторы ряда редкоземельных и благородных элементов проявили активность по отношению к разложению пероксида водорода при 40 град.С с минимальным содержанием дорогостоящей платины. Топливные элементы могут быть использованы в качестве альтернативных источников электроэнергии.*

Проанализировано 112 проб почв, вод, донных отложений, рыб и растительности. Установлено, что наиболее высокие уровни загрязнения почв и донных отложений выявлены на близлежащей территории АО "УККЗ", т.е. в местах эксплуатации конденсаторов, заполненного диэлектрическими жидкостями на основе полихлорированных бифенилов (ПХБ). Высокие уровни загрязнения компонентов окружающей среды в местах использования и хранения ПХБ-содержащего оборудования и отходов свидетельствуют не только о неблагоприятной экологической ситуации непосредственно в пределах объектов, но и о распространении ПХБ с водными и воздушными потоками на прилегающие территории. Об этом свидетельствуют загрязнения прилегающих к урбанизированным территориям земель сельскохозяйственного назначения. На основании данных, полученных от промышленных предприятий, а также территориальных природоохранных органов проведена инвентаризация ПХБ и ПХБ-содержащего оборудования. Всего инвентаризацией было охвачено приблизительно 127 крупных предприятий Казахстана. Данные инвентаризации электротехнического оборудования, проведенной в рамках проекта, позволили выявить в Казахстане 2725 трансформаторов и 1775 конденсаторов с ПХБ.*

Разработана конструкторская документация на ветротурбинный двигатель для ветроэнергетической установки (ВЭУ). Произведен запуск лопастного ветрогенератора, пуско-наладочные и монтажные работы. Оценен вклад второго колеса в коэффициент использования энергии ветра. Ветроустановка состоит из 2-х противоположно вращающихся колес, по 3 лопасти на каждом ветроколесе, которые вращаются на поворотном устройстве, закрепленном на мачте. При конструировании ветроустановки учитывались экологические факторы: возобновляемые энергоресурсы не зависят от мировых рынков и стоимости топлива; отсутствуют выбросы вредных веществ и парниковых газов в атмосферу. Определяющим фактором разработки явилась минимизация шума при эксплуатации ветроустановки. Номинальная мощность ветроустановки составила 1,5 Квт при скорости ветра 5-6 м/с, себестоимость - 1 450 000 тенге.*