«Наша задача — разработать отечественную технологию получения электродных материалов, превосходящих зарубежные аналоги по ключевым параметрам — удельной емкости, скорости заряда и эксплуатационной безопасности. Создаваемые материалы характеризуются высокой универсальностью и могут быть эффективно использованы в литий- и натрий-ионных аккумуляторах, суперконденсаторах и функциональных покрытиях, что формирует основу для единой отечественной платформы электрохимических накопителей энергии, включая решения для электротранспорта», — цитирует пресс-служба руководителя проекта, доцента Алексея Щеголькова.
Литий-ионные аккумуляторы сегодня остаются основным источником энергии для электромобилей, однако при низких температурах их емкость падает на 40−50%, что резко сокращает запас хода. При высоких нагрузках существует риск теплового пробоя — аккумулятор может перегреться, воспламениться или начать выделять газ. Электроды составляют почти 60% цены всего устройства, при этом отечественной технологии производства литий-ионных аккумуляторов в России до сих пор нет.
В основе разработки политехников — тонкие пленки наноструктурированного оксида вольфрама, наносимые на токопроводящие подложки методом электрохимического электроосаждения. Уже полученные образцы демонстрируют удельную емкость 630 Ф/г для суперконденсаторов и 685 мАч/г для литий-ионных аккумуляторов, что соответствует уровню лучших мировых аналогов. Оксид вольфрама также меняет светопропускание под воздействием электрического напряжения, что открывает возможность использования тех же материалов в умных стеклах с регулируемой прозрачностью.
Ученые планируют отработать технологию синтеза и режимы нанесения оксид-вольфрамовых пленок, изготовить макетные образцы гибридной системы накопления энергии и испытать их в лабораторных условиях, а затем разработать технологический регламент и подготовить рекомендации по масштабированию для промышленного применения. Исследование ведется при поддержке гранта конкурса имени П. Л. Капицы Московского Политеха в рамках федеральной программы «Приоритет 2030».
