Новини енергоефективності

Вчений з Казахстану розробив дешеві екологічні акумулятори на основі сірки

58da4f8d6a50b55e280cc21627af841b-small

Вчений з Казахстану Жумабай Бакенов створив екологічно нешкідливі, привабливі за ціною акумулятори з ємністю у 5 разів більшою, ніж у існуючих аналогів.

На дослідження і випуск пілотної версії унікальних акумуляторів професор хімічної інженерії в Назарбаєв Університеті, президент і засновник Інституту батарей, доктор технічних наук (Японія), PhD в галузі хімічних наук (Казахська національна академія наук) виграв грант за Програмою комерціалізації Світового банку і уряду РК у 2013 році, передає EcoTown.com.ua..

За словами Жумабая Бакенова, токсичні важкі метали (кобальт, марганець, свинець), які зазвичай використовуються у всіх акумуляторах, вдалося замінити на більш безпечний з точки зору екології матеріал – сірку.

«У батареях є два електроди – анод і катод, з розташованою між ними прошарком – сепаратором: як і в звичайних літій-іонних батареях, в якості анода ми застосовуємо графіт, але змогли розробити такий метод, при якому у нього безпечним способом додається літій, а в якості катода використовується сірка, – пояснює вчений. – Це дозволяє нашим батареям зберігати всі наявні властивості, бути безпечними для навколишнього середовища та людей, збільшити ємність у 5 разів і бути в середньому на 30% дешевшими за існуючі на ринку аналоги”.

Вартість кобальту за одну тонну становить кілька десятків тисяч доларів, тоді як вартість сірки варіюється в межах декількох сотень, підкреслює Жумабай Бакенов.

«Основними мінусами звичайних літієвих акумуляторних батарей є дорожнеча і складність утилізації, а також небезпечність для здоров’я людини: батареї вибухають у пристроях, – пояснює розробник. – Вартість нинішніх батарей складає близько 30-35% від ціни iphone, ipad та інших гаджетів».

На грантові кошти Жумабай Бакенов відкрив невелику лабораторію – ТОВ “Інститут акумуляторів”, яка займається дослідженнями акумуляторів нового типу. «Виділена сума – $1,5 млн – пішла на високотехнологічне обладнання для проведення досліджень, а на запуск пілотного виробництва в Казахстані грошей вже не вистачило, – згадує вчений. – Ми провели необхідні випробування і отримали кілька невеликих приватних замовлень від компаній, які займаються випуском сигналізацій для автомобілів і системами безпеки (в тестовому режимі встановили акумулятори на 30 пристроїв), а також тестували акумулятори на дронах, співпрацюючи з військовими».

Сьогодні розробкою літій-сірчаних батарей група професора Жумабая Бакенова займається відразу у декількох лабораторіях: одна належить Інституту акумуляторів і знаходиться на базі Національної лабораторії Астана (Назарбаєв Університет), друга розташована у місті Хейан у Китаї  – казахстанський вчений у 2012 році відкрив її спільно зі своїми колишніми студентами PhD, нині китайськими професорами і партнерами.

«В Китаї дуже великий ринок акумуляторних виробників, близько 3 тис. підприємств, які займаються випуском батарей різної потужності і постачають провідним технологічним компаніям світу, – розповідає Жумабай Бакенов. – У Піднебесній процес запуску будь-якого виробництва повністю налагоджений, зокрема є всі необхідні комплектуючі і хімічні елементи для випуску акумуляторів – приміром, я відповідаю за наукову складову проекту, технологічний процес, а фінансуванням повністю займаються китайські партнери».

За час проведення досліджень в КНР група Жумабая Бакенова налагодила необхідні зв’язки, розширила клієнтську базу, почала збирати акумулятори за розробленою технологією і тепер планує запустити збірку циліндричних батарей, із яких послідовно, за принципом “лего”, збиратимуться акумулятори, що будуть працювати у суворих природних умовах (до -30°С). «В залежності від потреб споживачів можна буде зібрати акумулятори як для портативних пристроїв, так і для великих систем, – пояснює вчений. – Наприклад, для ноутбука знадобиться від шести до 10 циліндричних батарей, для автомобілів – кілька тисяч».

Наразі невеликі партії акумуляторів нового формату вже замовили казахстанські і китайські компанії. У подальшому Жумабай Бакенов планує постачати продукцію на ринок СНД. Втім, вчений не приховує, що готовий разом з колегами продати свою технологію, яку нині оцінюється майже у $15 млн.

Крім розробки акумуляторів для портативних пристроїв Інститут акумуляторів займається ще й розробкою батарей для великих систем, таких як вітряні і сонячні електростанції та автомобілі.

«Джерела відновлюваної енергетики непостійні у своїй роботі, тому необхідні якісні, надійні та потужні акумулятори за привабливою ціною, – каже Жумабай Бакенов. – Ми пропонуємо замість шкідливих для навколишнього середовища свинцево-сірчаних акумуляторів з невеликою ємністю використовувати подібну за властивостями батарею, в якій замість сірчаної кислоти використовується водний розчин солей, що робить її безпечною».

Дослідженням літій-сірчаних акумуляторів Жумабай Бакенов займається останні 17 років: у Токійському технологічному університеті, Університеті Ватерлоо в Канаді і Назарбаєв Університеті.