В Пермском университете синтезировали инновационные ионные составы для аккумуляторов

В ПГНИУ в сотрудничестве с АО «РНЦ «Прикладная химия (ГИПХ)» синтезировали ионные жидкости на основе фторфосфатов с высокими электропроводными свойствами. Ученые считают, что аккумуляторы, созданные на их основе, будут мощнее, надежнее и долговечнее общепринятых литий-ионных батарей. Разработку презентовали на проектно-образовательном интенсиве «Остров 2023: навигация», который с 5 по 9 июля проходил в Пермском университете.

Проект Экспериментальной лаборатории 113 (113LAB) называется «Ионные жидкости для накопителей электрической энергии». Над проектом трудятся как студенты, так и выпускники химического факультета ПГНИУ.

Электрохимические исследования составов уже показали, что их можно использовать в качестве электролитов для аккумуляторов и конденсаторов. При этом емкость батарей может быть увеличена по сравнению с существующими аналогами. «Всего 0,01 моль ионной жидкости на килограмм электролита увеличивает электропроводность на два порядка. Мы работаем над проектом Ионных жидкостей уже третий год. Это очень перспективная тема, по которой я буду писать кандидатскую диссертацию», – поделилась сотрудник лаборатории, магистр Ольга Пинегина.

В термических исследованиях отмечен широкий диапазон термической стабильности. «Главное преимущество использования ионных жидкостей вместо традиционных электролитов – это высокая безопасность, высокая термическая и химическая стабильность, увеличение срока службы, снижение выброса токсичных веществ как при производстве самих жидкостей, так и при утилизации аккумуляторов», – рассказывает сотрудник лаборатории, бакалавр Екатерина Курунова.

Исследования показывают также, что новые ионные жидкости на основе солей модифицированных фторфосфатов эффективнее аналогов и более безопасны для окружающей среды, чем те, что используются при производстве аккумуляторов сегодня. «При утилизации отработанных электролитов предлагаемые нами ионные жидкости, в отличие от традиционных гексафосфатов лития, который с 1995 года используются в аккумуляторах, наносят меньший вред окружающей среде, – говорит сотрудник лаборатории Петр Иванов. – На самом деле, можно взять обычную литий-ионную батарею, заправить ее нашим электролитом, и она будет работать эффективнее. Это мы выяснили в ходе электрохимических исследований».

Учеными сформирована библиотека ионных жидкостей с массивом их физико-химических свойств, а также разработаны несколько методик синтеза и подана заявка на патент.
Научный руководитель команды, кандидат химических наук Иван Мокрушин говорит, что разработка по применению инновационных ионных соединений в аккумуляторах и конденсаторах еще не поддержана грантами или другим финансированием. «Этот проект на самой первой, предпосевной стадии. Мы вышли на "Остров", чтобы апробировать саму идею, понять, стоит ли двигаться в этом направлении. И, честно говоря, не ожидали такого отклика, что на самом деле это настолько востребовано. И в этом смысл "Острова" – на образовательном интенсиве за пять дней мы смогли очень дешево протестировать идею. В ближайшие шесть месяцев мы проведём дополнительные исследования и ответим на вопросы, которые задали нам эксперты. В настоящее время более всего нам необходимы междисциплинарные компетенции, чтобы собрать макет аккумулятора и исследовать уже не электролиты, а сами аккумуляторы. Ребята в восторге, собираются каждый вечер и обсуждают, даже просят меня вернуться из отпуска быстрее», – поделился руководитель исследований.

Развитие научных исследований в ПГНИУ входит в стратегию Пермского университета в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Пресс-служба