Перейти на стартовую страницу
2019-10-24 10:34:00 /РИА "Сибирь" /Новосибирск
Новосибирские ученые создают эффективные твердые электролиты




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 Подмосковьее и на Урале).

"Обычно мы привыкли к тому, что твердые вещества не являются проводниками ионов, - поясняет заведующий лабораторией неравновесных твердофазных систем Института химии твердого тела и механохимии, доктор химических наук Николай 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. 

 

"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 СО анодами и катодами, разработанными учеными Института химии твердого тела и механохимии. "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". 

 

Издание "Наука в Сибири".

Фото Юлии Поздняковой.