Ученые из ИХ ДВО РАН придумали альтернативу литию. Они разработали натрий-ионные аккумуляторы, в которых главную роль играют обычные бурые водоросли. Природный аналог легко добываем и широко распространен.
Крупные добытчики
В настоящий момент ситуация с литием в мире напряженная. 80% мировых запасов редкоземельного металла сосредоточены в Чили, Австралии, Аргентине и Китае. При этом запасы лития имеются у 20 стран, а их общее количество на начало 2024 года оценивалось в 28 млн тонн. В данном списке Россия занимает 8 место, контролируя 3,2% мировых запасов и продолжая зависеть от импорта.
Ситуация на рынке и прогнозы
В начале 2010-х годов литий использовался преимущественно в химической промышленности, в частности, при производстве смазочных материалов, стекла и керамики. Но все поменялось, и на сегодняшний день литий – ключевой источник при производстве батарей и аккумуляторов. Его мировое потребление неуклонно растет: в 2024 году – около 1,16 млн тонн. И это на фоне профицита.
Стоит отметить, что Россия пока не осуществляет промышленную добычу редкоземельного металла. Ожидается, что собственная добыча в стране начнется не раньше, чем через 5 лет. Именно тогда, согласно прогнозам, мировой рынок лития станет дефицитным.
Дешевая альтернатива
В настоящее время цена лития на рынке – $10-12 тыс. за тонну. Альтернативный натрий – $35 за тонну. Принцип работы натрий-ионных аккумуляторов аналогичен литиевым: ионы перемещаются между катодом и анодом, генерируя ток. Однако замена одного элемента другим требовала решения главной проблемы — создания эффективного анодного материала.
После штормов побережье Дальнего Востока и Японии покрывается слоем красных и бурых водорослей, которые автоматически становятся мусором. Ученые же увидели в них уникальный ресурс. Сырье подвергают многоступенчатой обработке: сушка, отжиг в инертной газовой среде (аргоне) при различных температурах. В результате органика превращается в твердый углерод — материал, близкий по структуре к алмазам. Полученный углеродный состав наносится на анод, формируя основу для ионного обмена.
Области применения
Технология уже показывает результаты, сопоставимые с литиевыми аналогами. Ученые заявляют, что им удалось достичь таких параметров, которые позволяют конкурировать на мировом рынке.
Уже сегодня прототипы аккумуляторов могут успешно использоваться в смартфонах и электротранспорте. В будущем они будут внедрены в самолеты и космические аппараты. А с учетом прогнозируемого дефицита лития к 2030 году Россия сможет самостоятельно удовлетворить собственные потребности в источниках накопления.
Также подписывайтесь на обновления Производства.рф во Вконтакте, Одноклассниках, Телеграме и Дзене.