home
user-header

                        
                        
В Санкт-Петербурге созданы аккумуляторы с характеристиками лучше чем у литий-ионных
9 марта 2017 г., 21:53 1470

Петербургские ученые разработали новую технологию производства аккумуляторов, у которых не будет изъянов литий-ионных батарей. Новые источники энергии экологичны, не взрываются ни при каких нагрузках, заряжаются за одну минуту и не теряют емкость после 10 тысяч циклов подзарядки. Об этом сообщил ТАСС один из разработчиков Александр Атращенко, советник проректора по научной работе Университета ИТМО.


 

"Мы создали новый электродный материал с рекордными характеристиками по энергетической емкости, а также заменили активный металл - литий - на твердый электролит. Это позволило увеличить скорость зарядки нового суперконденсатора (накопителя энергии аккумулятора) до одной минуты, количество циклов зарядки-разрядки без потери его емкости - до более 10 тысяч циклов и обеспечить безопасность при эксплуатации и утилизации", - рассказал он.

 

Директор Института телекоммуникаций Сергей Присяжнюк сказал, что поиск нового материала для суперконденсаторов - это "очень актуальная научная задача". "Ее пытались решить ученые Физико-технического института им. А. Ф. Йоффе и их американские коллеги, исследуя свойства нанотрубок, но пока создать аккумулятор эффективнее литий-ионной батареи ни у одной из групп не получилось", - сказал он, выразив надежду на то, что новая попытка будет успешной.

 

Зачем заменять литий

По словам Атращенко, активность лития ведет к тому, что аккумулятор от мобильного телефона, выброшенный вместе с бытовым мусором и попавший на свалку, загрязняет до 15 кубометров грунта. Кроме того, производство литий-ионных батарей достигло предельных технических решений. "Это означает, что еще сильнее уменьшить занимаемый аккумулятором объем при сохранении параметров работы устройства уже не получается", - пояснил Атращенко.

 

Он проиллюстрировал этот тезис опытом компании Samsung, вынужденной отозвать серию телефонов, так как уменьшение толщины аккумуляторов снизило их конструкционную прочность и "аккумуляторы начали разрушаться при небольшой ударной нагрузке, например при падении".

 

Литий-ионные батареи, как показывают и лабораторные, и натурные испытания, уже после 1 тысяч циклов зарядки сохраняют лишь 70% своей исходной мощности, и это сдерживает развитие многих технических устройств, где используются аккумуляторы, - элетротранспорта, беспилотников. Кроме того, литий-ионные батареи хорошо работают только в ограниченном диапазоне температур. "При минус 10 градусах Цельсия начинают быстро разряжаться (оптимальная температура работы - 20 градусов), а при минус 50, как в Якутии, не работают вовсе", - сказал собеседник агентства.

 

Физика вместо химии

"В нашей разработке химический процесс при отдаче энергии отсутствует, так как это суперконденсатор. И это исключает "капризы" устройства при ударных и температурных нагрузках", - заметил Атращенко. Он рассказал, что на базе Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН разработчики провели серию испытаний.

 

Результаты показали, что аккумулятор, созданный на основе новой технологии, выдерживает более 10 тысяч циклов зарядки-разрядки без потери емкости, работает при температурах от 50 до минус 50 градусов, выдерживает электрический ток в 20 раз больше эксплуатационного и не взрывается, и не горит при разрушении. "Электродный материал в основе имеет углерод, поэтому он безопасен для окружающей среды", - сказал разработчик.

 

Над чем предстоит поработать

Однако прямо сейчас обрушить рынок литий-ионных батарей петербургские ученые не смогут. Они еще не достигли большей емкости суперконденсатора, чем у литий-ионных батарей. "Мы достигли показателя емкости аккумулятора в 140-170 Вт*ч/кг, а у лучших литий-ионных батарей она достигает 250 Вт*ч/кг. Чтобы достичь и чуть превысить этот предел, нам нужно еще минимум полгода работы", - пояснил Атращенко.

 

Присяжнюк отметил, что важен вопрос стоимости материалов, способность длительно удерживать заряд. "Особенно важны для производителей беспилотных летательных аппаратов, да и всех устройств, работающих на аккумуляторах, массо-габаритные характеристики. Для беспилотников - это узкое место", - отметил Присяжнюк. Возглавляемый им институт совместно с Университетом ИТМО готовится развернуть производство беспилотных летательных аппаратов в наукограде Иннополис (город-спутник Петербурга Южный).

 

До полного завершения разработки технологии необходимо создать опытное производство.

 

"Мы не стремимся воплотить свою разработку в строительство завода. Мы хотим стать держателями технологии и продать ее либо многим компаниям, либо какой-то одной с полным выкупом интеллектуальной собственности. Затем на полученные деньги, а они во втором варианте будут на порядок больше, планируем начать разработку новой технологии в другой области", - поделился планами разработчик, уточнив, что в создание опытного производства необходимо будет вложить от $2,5 млн до $5 млн.

 

Главным преимуществом технологии Атращенко считает минимум изменений, которые должны будут внести в свои технологические линии потенциальные покупатели технологии. "Капитальные затраты всегда отталкивают заводы при решении вопроса о смене технологий производства, так как покупка нового оборудования, запуск и настройка - это огромные деньги. В нашем случае заменить придется намного меньше обычного", - пояснил он.

 

Заинтересованность промышленности

"Сейчас мы устанавливаем связи с промышленным партнером - "ЕвроСибЭнерго", который заинтересован в использовании технологии несколько под другим углом - в нивелировании импульсных колебаний в электросетях, а также планируем довести технологию до вида, удобного для приобретения крупным производством", - добавил Атращенко. Среди потенциальных интересантов он привел компанию Tesla, производящую электромобили или Apple. "Эти компании не раз публично заявляли, что ищут и готовы купить новые технологии. А нам есть что им предложить", - сказал он.

 

Руководитель департамента научно-технической деятельности АО "ЕвроСибЭнерго" Анна Коротченкова сообщила ТАСС что "для "ЕвроСибЭнерго" суперконденсатор представляет потенциальный интерес для использования сразу в нескольких направлениях: для стабилизации импульсных колебаний в электросетях, как накопитель энергии, вырабатываемой солнечными панелями и ветрогенераторами, а также в качестве высокоэффективной быстрозарядной батареи электромобиля".

"ЕвроСибЭнерго" - крупнейшая частная российская энергетическая компания, включающая в себя предприятия, осуществляющие полный цикл производства - от добычи ресурсов и генерации энергии до ее передачи и распределения потребителям. "Компания активно инвестирует в модернизацию производства и новые разработки, направленные не только на увеличение производительности и надежности энергоснабжения, но и на развитие альтернативных источников энергии, преобразователей и накопителей", - сказала Коротченкова.

 

Научная Россия

#энергетика, #наукороссия

Избранное
  • Ну все! Начнется новая эра!)

  • 9 марта 2017 г., 22:49
    V73W   Пожаловаться

    Такие "супер аккумуляторы" в последние 20 лет каждую неделю изобретают. 

  • 10 марта 2017 г., 04:29
    nrz   Пожаловаться

    военные купят. все ракеты станут дронами и войны станут бессмысленными

  • 10 марта 2017 г., 07:03
    Aleks Skela   Пожаловаться

    «Ученые» из ИТМО опять нагло шиздят ЧУЖИЕ идеи!
    «Петербургские ученые создали безопасный аналог литий-ионных батарей!»
    При этом — создатель литий-ионного аккумулятора представил новую батарею
    «Спустя более 30 лет после создания литий-ионного аккумулятора профессор Техасского университета в Остине Джон Гуденаф улучшил свое изобретение. Новые твердотельные батареи заряжаются за несколько минут и не воспламеняются. С подробностями исследования можно ознакомиться в журнале Energy & Environmental Science.»

    • Автор
      10 марта 2017 г., 10:47
      Сур Бере   Пожаловаться

      Aleks Skela, все дело в составе твердотельного электролита.

      • 11 марта 2017 г., 06:30
        Aleks Skela   Пожаловаться

        Сур Бере, про то, что от жидких электролитов (не важно речь о алюминиевых электролитических конденсаторах, ионисторах и т.п.) производители переходят на гели, разные полимерные наполнители и в перспективе на твердотельные электролиты писалось в научных статьях еще 2000х годов. Этим занимались с 90х-2000х годов очень плотно японцы, итальянцы, канадцы, американцы (не буду приводить ссылки на статьи). Ключевое здесь - молодой стартапер ИТМО Атращенко уже получил на этом стартапчике 2 ляма в каком-то российском конкурсе стартапов, далее "мы не стремимся воплотить свою разработку в строительство завода", короче мы хотим срубить бабла и свинтить в другой "стартап". Причем напутаны аккумуляторы с суперконденсаторами (ионисторами), ничего не сказано о рабочих напряжениях (ионисторы, имея огромные емкости единицы и десятки Фарад, имеют очень небольшие рабочие напряжения 1...5 Вольт - оно и понятно емкость обратно пропорциональна расстоянию между обкладками и поэтому низкие рабочие напряжения из-за пробоя) и при этом впихивают это все в "в нивелирование импульсных колебаний в электросетях" где наименьшие рабочие напряжения трансформаторных подстанций 6—10 кВ, а то и выше?! Даже ведущие зарубежные производители ионисторных батарей создали пока их на десятки и максимум сотни Вольт, 250-400В (при этом цена вопроса тысячи и десятки тысяч бачей)!!! Короче Джон Гуденаф нервно курит в сторонке - ему очень повезло! Он еле успел опередить молодого стартапера ИТМО Атращенко!!!

  • 10 марта 2017 г., 09:03
    Aleks Skela   Пожаловаться

    В Инете легко найти статью по поиску "Джон Гуденаф Создатель литий-ионного аккумулятора представил новую батарею" [Джон Гуденаф — американский учёный. Специалист в области физики и материаловедения. Предложил кобальтит лития (LixCoO2) в качестве катода в литий-ионном аккумуляторе. Лауреат многих престижных премий.]

  • 10 марта 2017 г., 09:45
    Руфь   Пожаловаться

    С этими открытиями технологии далеко шагнут вперед

Чтобы оставить комментарий, вам нужно авторизоваться или зарегистрироваться
Читайте также
Включите премодерацию комментариев
Все комментарии к этому посту будут опубликованы только после вашего подтверждения. Подробнее о премодерации
Обратная связь