В Новочеркасске нашли замену графиту
В Южно-Российском государственном политехническом университете (НПИ) создается лаборатория, в которой будет разрабатываться принципиально новый анодный материал для автономных источников питания.
- Мы уже давно сотрудничаем с предприятием «Энергия» из Липецкой области. Оно как раз специализируется на производстве химических источников тока, - рассказывает доктор технических наук заведующий кафедрой химических технологий ЮРГПУ (НПИ) Михаил ЛИПКИН. - Сейчас мы приступили к работам над новым материалом для литийионных аккумуляторов, широко востребованных во многих сферах нашей жизни. Для литийионных аккумуляторов нужны электродные материалы двух типов: катодные – это оксиды металлов и фосфаты – и анодные – графиты. Все графитовые материалы наша страна покупает в азиатских странах, чаще в Китае и Корее. Правда, сырье для электродных материалов - кокс и графит - они закупают у нас и после соответствующей переработки продают нам же, только уже в разы дороже.Из литийионных аккумуляторов собираются батареи для электромобилей. В батареях может быть несколько сотен или даже тысяч аккумуляторов в зависимости от их типоразмера. То есть стоимость аккумуляторов напрямую влияет на цену автомобиля.
Аспиранты кафедры химических технологий Екатерина КОРБОВА и Вадим ВОЛОШИН работают над созданием литийионных аккумуляторов.
Ученые всего мира ищут пути, как сделать процесс изготовления электродов менее трудоемким и более дешевым.
- К примеру, графит, - говорит Михаил Семенович. - Это иллюзия, что он дешевый. Для того чтобы использовать его для литийионного аккумулятора, нужно применить много энергоемких операций. Вот и ищут возможность синтеза взамен графита более эффективных и дешевых материалов.
У специалистов-химиков ЮРГПУ (НПИ) есть разработки анодных материалов с использованием олова. Поскольку одним из научных направлений кафедры является изучение свойств металлических порошков, разработки в этой области были применены для создания перспективного анодного материала для литийионного аккумулятора - ультрадисперсного порошка олова. Это оказалось довольно перспективно. Сейчас ученые кафедры работают над тем, чтобы получить на основе такого порошка новый композитный анодный материал, заменяющий графит.
- Мы также работаем над тем, чтобы активным анодным материалом был не только ультрадисперсный порошок олова, но и другие высокоактивные соединения. При этом сразу стараемся ориентироваться на такие виды соединений, которые имеются в массовом производстве, — говорит Михаил Липкин.
Студентка первого курса магистратуры кафедры химических технологий Анастасия ДОМАНЮК собирает аккумулятор в специальном боксе с очень низким уровнем влажности.
Разработки ученых основаны на известных, хорошо отработанных и широко распространенных технологиях гальванического производства, что во многом сокращает путь к созданию анодных материалов. То есть вместо трудоемких технических операций остается одна - нанесение тонкого слоя металла на изделие.
Создать производственную линию ученые-химики надеются совместно с АО «Энергия», своим давним партнером из города Ельца. Разработанный специалистами Новочеркасского политеха ультрадисперсный порошок олова может в перспективе заменить графит при производстве литийионных аккумуляторов.
Аккумуляторы, созданные на основе технологии, разработанной новочеркасскими учеными, могут быть применены в средствах связи, мобильных телефонах, беспилотных летательных аппаратах, электромобилях. Отечественное ноу-хау станет новым шагом в развитии химических источников тока.