Найти в Дзене
Учёные Росатома

Почему сено — аккумулятор? Насколько универсальны литий-ионные технологии? На вопросы ответил ученый Научного дивизиона

Валентин Ершов, руководитель направления лаборатории материалов электрохимических накопителей Научного дивизиона «Росатома», рассказал о проблемах терминологии и развитии различных технологий аккумуляторного запасания. «Если быть до конца честным, по аккумуляторам четкой устоявшейся терминологии нет. Определения нередко противоречат друг другу. Обычно под аккумулятором подразумевается единица батареи, которая может самостоятельно запасать энергию и выполнять какую-то функцию. Например, аккумулятор телефона. Батарея — обычно что-то более большое и громоздкое, у которого есть условные “электронные мозги”, которые могут им управлять», — объяснил Валентин. «Электронные мозги», то есть микроэлектроника, позволяют батарее менять режимы работы запасающего устройства, превращая простой аккумулятор в более готовое устройство. Также батареей называют соединение из нескольких аккумуляторов. А вот батарейкой чаще называют одноразовый источник питания. «С одной стороны, нашей цивилизации требуется
Оглавление

Валентин Ершов, руководитель направления лаборатории материалов электрохимических накопителей Научного дивизиона «Росатома», рассказал о проблемах терминологии и развитии различных технологий аккумуляторного запасания.

Аккумуляторы или батареи: в чем разница?

«Если быть до конца честным, по аккумуляторам четкой устоявшейся терминологии нет. Определения нередко противоречат друг другу. Обычно под аккумулятором подразумевается единица батареи, которая может самостоятельно запасать энергию и выполнять какую-то функцию. Например, аккумулятор телефона. Батарея — обычно что-то более большое и громоздкое, у которого есть условные “электронные мозги”, которые могут им управлять», — объяснил Валентин.

«Электронные мозги», то есть микроэлектроника, позволяют батарее менять режимы работы запасающего устройства, превращая простой аккумулятор в более готовое устройство. Также батареей называют соединение из нескольких аккумуляторов. А вот батарейкой чаще называют одноразовый источник питания.

Почему эта сфера накопления энергии сегодня активно развивается?

«С одной стороны, нашей цивилизации требуется все больше и больше потреблять энергии. С другой стороны, требуется все больше ее запасать, потому что появляется больше потребителей энергии», — ответил эксперт.

Под потребителями энергии имеются в виду тысячи относительно небольших устройств, которыми наполнена наша жизнь, в их числе и оборудование небольших производств.

Значительный вклад, особенно в спрос на литий-ионные аккумуляторы, вносит и зеленая энергетика. Например, солнечные панели накапливают излишек днем, ветроэлектростанции — при подходящем ветре, атомные электростанции — ночью.

Меняются ли технологии аккумуляторов?

«Идет рост самих технологий. Тут один из моих любимых примеров — свинцовые аккумуляторы. Лежащие в их основе принципы, физико-химические процессы, которые были в начале XX века и сейчас, одни и те же. За счет улучшения технологий, производственных цепочек и процесс, мы получаем рост удельной емкости электроэнергии примерно в десять раз при одной и той же фундаментальной химии и физике», — объяснил Валентин Ершов.

По словам специалиста, то же самое происходит на наших глазах с привычными нам литий-ионными аккумуляторами, просто мы быстро привыкаем к изменениям. Распространено мнение, что мы приближаемся к пику их возможностей. Тем не менее, по-прежнему вносятся небольшие технологические изменения, которые дают небольшой прирост на различных стадиях изготовления, использования и утилизации — в результате, аккумуляторы дешевеют, наращивая показатели.

Литий-ионные аккумуляторы подойдут для всего?

Как считает Валентин, литий-ионные технологии — «не самое подходящее решение под запасание промышленных масштабов энергии:

«Литий-ион хорошо себя показывает на удельные характеристики, когда он ограничен жесткими параметрами, например, массой и объемом. Литий-ион «выстрелил», когда появилась потребность в персональной микроэлектронике. Но когда речь о степи или вечной мерзлоте, какая нам разница, будет там стоять шкаф шириной два метра или три метра? Поэтому свинцовые аккумуляторы по-прежнему занимают большую долю рынка, и их показатели сопоставимы с литий-ионными».

Как решить проблемы излишка энергии?

«На мой взгляд есть несколько хороших решений: организационных и научных. Организационное решение — ставить рядом с электростанциями крупных потребителей, металлургические и химические производства. Научное решение аккумуляторного запасания — проточные батареи и натриевые источники», — рассказал Валентин Ершов, который как раз занимается натриевыми аккумуляторами.

Представители разных дивизионов «Росатома» активно занимаются различными направлениями аккумуляторных технологий. Так в 2025 году в Калининградской области заработает гигафабрика по производству литий-ионных батарей, а на площадке автомобильного завода «Автотор» появится производство тяговых аккумуляторных батарей. Также на 2025 год запланирован старт серийного выпуска первого российского электромобиля «Атом», где будут использованы «свои» аккумуляторы.

Одновременно развиваются и технологии переработки аккумуляторов. В 2024 году ученые химико-технологического кластера научного дивизиона разработали технологию по извлечению карбоната лития, сульфата кобальта и никеля из отработанных литий-ионных аккумуляторов.

А что касается сена?

Вся энергия от Солнца, поэтому и заготовленное осенью сено — энергия для коров зимой, такой «своеобразный аккумулятор для живой сельскохозяйственной системы», как объяснил Валентин.

Смотрите целиком видео-интервью с Валентином Ершовым на сайте Naked Science.

Присоединяйтесь к команде научного блока "Росатома", актуальные вакансии – на карьерном портале.

Подписывайтесь на канал и следите за новостями российской науки!