Вчені Санкт-Петербурга створили безпечний аналог літій-іонних батарей

Вчені Санкт-Петербурга розробили нову технологію виробництва батарей, які не матимуть недоліків літієво-іонних батарей. Нові джерела енергії є екологічно чистими, не вибухають під будь-яким навантаженням, заряджаючи в одну хвилину і не втрачають потужності після 10 тис. циклів переробки. Про це повідомив директор ЦАС Олександр Атеращенко, радник проректора з наукової роботи ІТМО університету.

«Ми створили новий електродний матеріал з рекордно-розривною енергією потужністю і замінили діючу металеву літію з твердим електролітом». Це дозволило збільшити швидкість зарядки нового суперконденсатора (пристрій для зберігання енергії катетера) в одну хвилину, кількість циклів зарядки та розрядки без втрати потужності до більш ніж 10 тисяч циклів і забезпечення безпеки при експлуатації та утилізації, він сказав.

р.



Директор Інституту телекомунікації Сергій Присяжнюк заявив, що пошук нового матеріалу для суперконденсаторів є «Накрай актуальним науковим завданням». «Це спробувало вирішити вчені фізико-технічного інституту імені А. Ф. Джеффе та їх американські колеги, вивчення властивостей нанотрубків, але так далеко за все, щоб створити акумулятор більш ефективним, ніж літій-іонний акумулятор, жоден з груп не вдалося», - сказав він, висловлюючи надію, що нова спроба буде успішним.



Чому замінити літію

За даними Атеращенко, активність літію призводить до того, що акумулятор від мобільного телефону, відхилений разом з побутовим сміттям і полігоном, забруднюється до 15 куб. м грунту. Крім того, виробництво літієво-іонних батарей досягло ліміту технічних рішень. «Це означає, що не можна зменшити обсяг, зайнятий акумулятором ще більше, зберігаючи параметри роботи пристрою», – пояснив Атеращенко.

Він ілюстрував цю дисертацію за досвідом Samsung, змушений згадати серію телефонів, так як зменшення товщини акумуляторів знизило їх структурну міцність і «батари почали згорнути з невеликим навантаженням удару, наприклад восени. й

Літій-іонні акумулятори, як показали як лабораторні, так і польові тести, після 1 тис. циклів зарядки, зберігають лише 70% своєї первісної потужності, і це сприяє розвитку багатьох технічних пристроїв, які використовують акумулятори, такі як електромобіли, безпілотники. Крім того, літій-іонні акумулятори добре працюють в обмеженому діапазоні температур. "У мінус 10 градусів Цельсій, вони починають швидко розряджатися (оптимальна температура становить 20 градусів), а в мінус 50, як в Якутії, вони взагалі не працюють", - сказав джерело.



Фізика замість хімії

«У нашому дизайні не існує хімічного процесу виходу енергії, оскільки це суперконденсатор.» І це виключає «ціна» пристрою під ударними і температурними навантаженнями, - сказав Атеращенко. Він сказав, що на базі Фізико-технічного інституту імені А. Ф. Іоффе РАС, розробники провели серію випробувань.





Результати показали, що акумулятор, створений на основі нової технології, може витримати більше 10 тис. циклів зарядки і розвантаження без втрати ємності, працює при температурі від 50 до мінус 50 градусів, витримує електричний струм 20 разів більше, ніж операційний і не вибуховий, і не опікується при знищенні. "Електронний матеріал на основі вуглецю, тому це екологічно чистий, - сказав розробник.



Що потрібно зробити.

Тим не менш, тепер вивести ринок літієво-іонних батарей Санкт-Петербурга вчені не зможуть. Вони ще не досягли більшої потужності суперконденсатора, ніж літій-іонні батареї. «Ми досягали акумуляторної ємності 140-170 Вт/кг, а найкращі літій-іонні акумулятори мають потужність 250 Вт/кг». Досягти і трохи перевищити цей ліміт, нам потрібно принаймні на шість місяців роботи, Атращенко сказав.

Присяжнюк відмітив, що питання вартості матеріалів, можливість тривалий час утримувати заряд. «Що важливо для виробників безпілотних літальних апаратів, і всіх пристроїв, що працюють на батареях, масових характеристиках. Для дронів це пляшкове, - сказав Присяжнюк. Інститут очолював його разом з ІТМО університет, готує до запуску виробництва безпілотних літальних апаратів в галузі науки Innopolis (супутникове місто Санкт-Петербурга Південь).

До повного розвитку технології завершено, необхідно створити пілотне виробництво.

«Ми не прагнемо перевести наш розвиток в будівництво заводу. Ми хочемо володіти технологією та продати її як до багатьох компаній, так і до однієї компанії з загальною покупкою інтелектуальної власності. Далі, з отриманими грошовими коштами, і вони в другому варіанті буде порядок більше, ми плануємо розпочати розробку нової технології в іншій області, розробник поділився своїми планами, додавши, що потрібно буде інвестувати від $2,5 млн до $5 млн у створенні пілотного виробництва.

Головною перевагою технології Атращенко вважає мінімальні зміни, які повинні зробити в своїх технологічних лініях потенційні покупці технології. «Вартісні витрати, які завжди дискуровані заводи від мінливих технологій виробництва, як придбання нового обладнання, запуску та налаштування є величезною кількістю грошей». У нашому випадку нам доведеться замінити набагато менше, ніж зазвичай, він пояснив.

р.



Промисловий інтерес

«Наскільки ми встановлюємо зв’язки з промисловим партнером - EuroSibEnergo, яка зацікавлена у використанні технології з злегка різного кута - при вирівнюванні імпульсних коливань в електромережах, а також плануємо довести технологію у вигляді зручної для придбання великого виробництва», - додав Атеращенко. Серед потенційних зацікавлених, він цитував Tesla, яка виробляє електромобіли або Apple. «Такі компанії публічно заявили, що вони шукають і готові купити нові технології. У нас є щось, щоб запропонувати їм, він сказав.

Анна Коротченкова, начальник відділу науково-технічної діяльності АТ «ЄвроСибенерго», розповіла про те, що «для ЄвроСибенерго» суперконденсатор є потенційним інтересом для використання в декількох напрямках одночасно: стабілізувати пульсові коливання в електромережах, як магазин енергії, що генерується сонячними панелями та вітрогенераторами, а також високоефективний швидкий акумулятор електромобіла. й

«ЄвроСибенерго» - найбільша приватна російська енергетична компанія, яка включає підприємства, що займаються повним циклом виробництва - від ресурсного видобутку і генерації енергії до її передачі і розподілу споживачів. «Компанія активно інвестує в модернізацію виробництва та нових розробок, спрямованих не тільки на підвищення продуктивності та надійності енергопостачання, але й на розвиток альтернативних джерел енергії, перетворювачів та пристроїв зберігання», - сказав Коротченкова.



Історія проекту

Пошук нових технологій для створення акумуляторів для мобільних телефонів, безпілотників, електромобілів відбувався за десять років. Уже два роки тому, колеги Атеращенко та займали це. В першу чергу ми інвестували наші гроші в дослідження, потім отримали кошти від Фонду «Інноваційне просування» – 2 млн рублів. Ми в даний час в активному фазі пошуку венчурних інвестицій до $500,000.

За допомогою яких вони роз’ясували свою спрямованість на ринок.

Ми хочемо розвивати на ринках майбутнього, ми хочемо не торгувати залізом, але в технології. На заході активно використовуються такі інструменти. Однак, Національна технологічна ініціатива (NTI) спрямована на нас на цьому, - сказав Атращенко, додавши, що розвиток технології повністю відповідає Дорожньій карті NTI EnergyNet.

Почати З 2013 року компанія «Російська венчурна компанія «Співпрацьовуємо акселератори». Щорічно понад 20 російських корпорацій стають промисловими партнерами поколінь, в інтересах яких здійснюється вибір та прискорення стартапів. У 2016 році було подано 4237 заявок від 30 країн. Призовий фонд GenerationS-2016 становитиме 15 млн рублів, загальна вартість призів від партнерів перевищить 100 млн рублів.





P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Джерело: www.energy-fresh.ru/news/?id=14151