Развернуть чат
Активные темы
Обзор всех активных тем »
РЕКЛАМА
Ответы | Оценки | Просмотры
Наш опрос
Как вы реагируете на снижение курса рубля?

Делаю вклад в банк
Покупаю валюту
Вкладываю средства в крупные покупки
Другое
Никак не реагирую

Все опросы
Главная страница » Новости » Новости науки и техники » Петербургские ученые создали безопасный аналог литий-ионных батарей
Петербургские ученые создали безопасный аналог литий-ионных батарей


Петербургские ученые разработали новую технологию производства аккумуляторов, у которых не будет недостатков литий-ионных батарей.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 27 февраля. /Корр. ТАСС Наталия Михальченко/. 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.

История проекта

Поиск новой технологии создания аккумуляторов для мобильных телефонов, беспилотников, электротранспорта идет уже полтора десятка лет. Два года назад за это взялись коллеги Атращенко и он сам. «Вначале мы вкладывали в исследования свои деньги, затем получили средства „Фонда содействия инновациям“ — 2 млн руб. Сейчас находимся в активной фазе поиска венчурных инвестиций в размере до $500 тысяч.

Разработчики также прошли через крупнейший стартап-акселератор России и Восточной Европы GenerationS, с помощью которого уточнили свою ориентацию на рынке.

"Мы стремимся развиваться на рынках будущего, хотим торговать не железом, а технологиями. В России это еще мало кто делает, на Западе эти инструменты используются активнее. Однако Национальная технологическая инициатива (НТИ) нацеливает нас именно на это", — сказал Атращенко, уточнив, что разработка технологии полностью подходит под дорожную карту ЭнерджиНет НТИ.

Стартап-акселераторы GenerationS проводятся с 2013 года АО «Российская венчурная компания». Индустриальными партнерами GenerationS ежегодно становятся более 20 российских корпораций, в интересах которых проводится отбор и акселерация стартапов. В 2016 году на участие в GenerationS подано 4237 заявок из 30 стран мира. Призовой фонд GenerationS-2016 составит 15 млн руб., общая стоимость призов от партнеров превысит 100 млн руб.
# Участник   metavan (11 марта 2017 в 16:13)
«Ученые» из ИТМО опять нагло шпарят по ЧУЖИМ идеям! «Петербургские ученые создали безопасный аналог литий-ионных батарей! Вместо лития в них будет использоваться твердый электролит?!» Про то, что от жидких электролитов производители переходят на разные гели, полимерные наполнители и в перспективе на твердотельные электролиты писано в научных статьях еще от 2000х годов.
К тому же как-то видимо "совершенно случайно совпало" ранее осенью прошлого года создатель литий-ионного аккумулятора Джон Гуденаф представил новую батарею https://indicator.ru/news/2017/03/04/dzhon-gudenaf-novaya-batareya-litij-ionnyj-akkumulyator/
«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.» Джон Гуденаф — американский специалист в области физики и материаловедения и лауреат многих премий. Фантастика Джон Гуденаф еле успел опередить стартапера ИТМО Атращенко?

А если "налить" более серьезной критики на демагогию "ученого" из ИТМО. Похоже молодой стартапер ИТМО Атращенко слил в кучу для пущего ПИАРА аккумуляторы и суперконденсаторы (ионисторы), причем ничего не сказано о рабочих напряжениях?! Ионисторы http://kit-e.ru/articles/condenser/2006_9_12.php, 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 (при больших напряжениях есть возможность пробоя диэлектрика)! А молодой стартапер ИТМО Атращенко впихивает устройства 1...5 В в "в нивелирование импульсных колебаний в электросетях" где наименьшие рабочие напряжения трансформаторных подстанций 6—10 кВ и выше?! Есть определенные сложности из-за разброса емкостей единичных ионисторов (более +/-20%) при сборе батареи, поэтому есть задачки выравнивания напряжений и другие технические сложности. Поэтому даже ведущие зарубежные производители, например ttp://www.maxwell.com/products/ultracapacitors/125v-tran-modules, с трудом собирают батареи на ионисторах на десятки и сотни Вольт. Какие электросети и "нивелирования импульсных колебаний в электросетях" на?! для этого есть совершенно другие высоковольтные технические решения... А уж компания Tesla, специализирующаяся на гибридных приводах, я думаю в курсе - что такое ионисторы и аккумуляторы и обойдется без "идеек" молодого стартапера ИТМО Атращенко. Если уж ПИАРить так реальные разработки и патенты российских ученых - просто как пример http://www.findpatent.ru/patent/235/2358360.html ..
Отредактировал metavan 11 марта 2017 в 16:14
# Журналист   Фрегат (11 марта 2017 в 16:38)
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.