Ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета (СГУ) им. Н.Г. Чернышевского разрабатывают эффективные системы хранения и высокоскоростной передачи энергии на основе аккумуляторов и суперконденсаторов. Реализация энергоаккумулирующих систем в форме макетов аккумуляторов и батарей как одна из современных технологий будет способствовать импортозамещению литий-ионных аккумуляторов.

Мы настолько привыкли использовать химические источники тока, что перестаем их замечать. При этом, если их исключить, мы мгновенно почувствуем их отсутствие на себе. В быту мы сталкиваемся с химическими источниками ежедневно: используем батарейки, аккумуляторы в смартфонах и ноутбуках, стартерные аккумуляторы в автомобилях, аккумуляторы есть в троллейбусах и электробусах. При этом энергоемкие литий-ионные аккумуляторы в России пока не производятся. Исследование наших ученых является частью стратегического проекта «Химия и новые материалы» программы развития университета в рамках федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет 2030», — рассказывает ректор университета Алексей Чумаченко.

По словам доцента кафедры физической химии Арсения Ушакова, внимание саратовских ученых направлено на изучение электрохимических систем на основе углеродных наноструктур (графена, углеродных нанотрубок, их композитов в форме «колонного графена») и на электродные материалы (фосфат ванадия-лития, титанат лития), которые способны участвовать в высокоскоростных электродных реакциях внедрения и извлечения лития.

«Литий-ионные аккумуляторы примечательны тем, что ионы лития при заряде обратимо извлекаются из одного материала и внедряются в другой. И обратные процессы проходят при противоположном разряде. Таких материалов, которые удовлетворяли бы потребителя, очень много. Преимуществом наших материалов будет высокая скорость заряда и разряда», — отмечает Арсений Ушаков.

Исследования помогают заложить основы для конструирования гибридных источников тока, сочетающих в себе преимущества суперконденсаторов, обладающих высокой скоростью обмена зарядом и энергией, и литий-ионных аккумуляторов с высокой энергоемкостью.

Сегодня задачах саратовских ученых — вывести исследования на широкий производственный уровень. К их разработкам проявили интерес потенциальные производители источников тока. В полупромышленных масштабах лабораторные результаты воспроизводятся на базе саратовского Завода автономных источников тока.