Сегодня - 15.11.2019

Сибирские ученые создают твердые электролиты

22 октября 2019
 
Ученые из Института химии твердого тела и механохимии СО РАН разрабатывают, изготавливают и тестируют твердые электролиты — вещества, обладающие высокой ионной проводимостью, несмотря на свою кристаллическую природу. В перспективе из них можно будет делать твердотельные аккумуляторы и суперконденсаторы, которые сейчас активно разрабатываются во всем мире. Новосибирск — один из трех крупнейших российских центров, где занимаются подобными исследованиями (еще два — в Черноголовке и на Урале). 
 
«Обычно мы привыкли к тому, что твердые вещества не являются проводниками ионов, — поясняет заведующий лабораторией неравновесных твердофазных систем ИХТТМ СО РАН доктор химических наук Николай Фавстович Уваров. — На самом деле, существуют такие каркасные структуры, в которых ионы могут двигаться быстрее, чем в жидкостях — эти соединения и являются твердыми электролитами».
 
Лаборатория оснащена оборудованием для исследования электрохимических и электрофизических характеристик твердых электролитов, а также прессом, который позволяет получать такие вещества в виде плотных керамик. «У нас есть приборы для изучения тонких явлений на границах раздела фаз, на границах зерен. В результате мы выбираем наиболее перспективные материалы, чтобы потом использовать их в твердотельных электрохимических устройствах», — комментирует Николай Уваров. Кстати, недавний лауреат Нобелевской премии по химии Джон Гуденаф также проводил исследования твердых электролитов и предложил некоторые из них с разными структурами. 
 
В таких боксах собираются твердые аккумуляторы
   В таких боксах собираются аккумуляторы
 
«Наша лаборатория специализируется на изучении композиционных твердых электролитов, — рассказывает Николай Уваров. — Например, мы берем электролит с низкой проводимостью, добавляем туда высокодисперсную добавку, спекаем — и получаем ионный проводник с хорошей проводимостью за счет того, что на границе раздела фаз образуются высокодефектные разупорядоченные состояния, обеспечивающие нужный нам эффект». 
 
Электролиты, которые разрабатывают ученые, можно использовать в различных приборах — например, твердотельных аккумуляторах. По словам Николая Уварова, пока такие устройства не только в России, но и во все мире находятся на стадии развития — тем не менее, им предрекают большое будущее. Применяются электролиты и в суперконденсаторах — работы в этом направлении также ведутся в лаборатории неравновесных твердофазных систем. 
 
Еще одна сфера, где работают ученые — создание анодных и катодных твердотельных материалов для электрохимических устройств.«Мы можем собирать пробные образцы аккумуляторов и смотреть, что получилось — для этого у нас есть специальные боксы, устройства для сборки и тестирования», — отмечает Николай Уваров.
 
В числе проектов, которые ведутся в лаборатории — создание литий-ионных аккумуляторов с анодами и катодами, разработанными учеными ИХТТМ СО РАН. «Мы используем полностью отечественное сырье, с начала и до конца, — подчеркивает Николай Уваров. — И по своим параметрам, расчетным и полученными нами предварительно, эти аккумуляторы будут лучше, чем некоторые зарубежные аналоги. Так, например, то, что компания Samsung планирует сделать в 2022 году, мы собираемся выполнить в 2020-м». 
 
«Наука в Сибири»
 
Фото Юлии Поздняковой
 
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus