Передовые разработки в области электрохимии

20.07.2022

«Гибридные анодные материалы на основе природных графитов для повышения эффективности накопления энергии в литий-ионных аккумуляторах» - так звучит название проекта, поддержанного Российским научным фондом в рамках мероприятия «Проведение инициативных исследований молодыми учеными». На эти исследования выделен грант в размере 3 млн рублей. О разработках ученых нашего университета для «зеленой энергетики», сотрудничестве с производствами и научными центрами и работах, которые планируется провести в рамках этого проекта, мы поговорили с его руководителем – кандидатом технических наук, руководителем НПП «Синтез» при ИГХТУ Ильей Братковым.

Изображение материала - В общих чертах в чем заключается исследование?

- В ходе нашего проекта будут проведены поисковые исследования, направленные на разработку простого и дешевого способа получения гибридных электродных материалов литий-ионных аккумуляторов (ЛИА), обладающих повышенными, по сравнению с графитом, удельными характеристиками. В качестве решения поставленной задачи предлагается создание композитов типа «ядро – оболочка». В качестве ядра используется сферический графит, а в качестве оболочки - наночастицы оксидов переходных металлов.

- В результате такого подхода улучшатся характеристики материала?

- Да. За счет сочетания высокой электропроводности и стабильности свойств графита, а также за счет высокой (до 1000 мА·ч/г) емкости оксидов переходных металлов мы получим синергетический эффект и существенный рост удельных характеристик материала. Разработка эффективных способов получения таких материалов -  актуальная задача в теоретическом смысле, а в электродных материалах с увеличенной электрохимической емкостью и стабильностью сильно заинтересованы производители аккумуляторов.

- Будут ли включены в такую ответственную работу студенты?

- Одна из задач проекта - создание научного коллектива, способного и в дальнейшем проводить качественные исследовательские проекты в области электродных материалов на основе графита. Поэтому к участию в проекте будут привлечены студенты 4-го курса кафедры технологии электрохимических производств.

- А с коллегами из других подразделений планируете работать?

- Для решения задач, поставленных в проекте, мы будем тесно сотрудничать с Центром коллективного пользования оборудованием ИГХТУ, в частности, для исследования физико-химических свойств получаемых материалов. А для проведения электрохимических испытаний мы обратимся к нашим коллегам из Центра компетенции по технологиям новых и мобильных источников энергии города Черноголовки.

- В каких научных изданиях можно будет прочитать о ходе и результатах работы?

- Планируется публикация статей в журналах, индексируемых в WoS, Scopus, РИНЦ: "Химия и химическая технология", "Журнал прикладной химии", "Теоретические основы химической технологии", Journal of Applied Electrochemistry, Journal of New Materials for Electrochemical Systems, а также публикация тезисов докладов на международных конференциях, например – «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология».

- Для нашего университета это новое направление в исследованиях?

- Надеемся, что в результате выполнения проекта будет заложен фундамент для нового научного направления в ИГХТУ – электродных материалов перспективных источников накопления и хранения электроэнергии. Это направление сегодня является одним из наиболее значимых в электрохимии в связи с бурным развитием «зеленой энергетики».

- Наверняка такими исследованиями уже заинтересовались представители реального сектора экономики?

- Конечно, выполнение проекта тесно связано с представителями промышленности – производителями литий-ионных аккумуляторов. Уже ведется сотрудничество с несколькими предприятиями, заинтересованными во внедрении новых анодных материалов, например, с ООО «Ренера» (ГК Росатом) и АО «Энергия», город Липецк. Достигнуты договоренности о возможности проведения производственных испытаний получаемых опытных образцов, по результатам которых может быть принято решение о внедрении в производство.

Изображение материала Изображение материала Изображение материала
Лабораторная установка для получения сферического графита и фото композитов