Профессор Сколтеха и МГУ имени М. В. Ломоносова Евгений Антипов и его солауреат заслуженный профессор Сколтеха Артём Абакумов удостоены премии за создание фундаментальных и практических основ разработки и производства электродных материалов для металл-ионных аккумуляторов нового поколения.

Литий-ионные аккумуляторы до неузнаваемости изменили мир технологий. Они привели к распространению смартфонов и другой портативной электроники, сделали экономически оправданными электромобили. Но использование лития влечёт за собой и проблемы: это дорогое сырьё, его запасы ограничены, добыча неэкологична.

Аккумулятор содержит три ключевых элемента: катод, анод и электролит. Но именно параметры катода в наибольшей степени определяют ёмкость, скорость зарядки-разрядки и срок службы всего аккумулятора. Разработка новых, более совершенных катодных материалов остаётся важной задачей.

Важны и поиски альтернатив литию. В частности, натрий-ионные и калий-ионные аккумуляторы обещают быть дешевле, экологичнее и доступнее для массового производства. Тем не менее натрий-ионные аккумуляторы уступают литий-ионным в ёмкости и долговечности.

Профессор Евгений Антипов и его солауреат заслуженный профессор Артём Абакумов занялись поиском новых решений, которые не только улучшат существующие технологии, но и смогут стать основой для технологической независимости России в области аккумуляторных систем. Они сосредоточились на создании новых катодов, которые могли бы превзойти существующие по емкости, стабильности и способности выдерживать большое число циклов перезарядки.

Лауреаты создали новые обогащенные никелем катодные материалы для литий-ионных аккумуляторов, а также открыли катодные материалы на основе фосфатов натрия и ванадия для натрий-ионных аккумуляторов, которые значительно превосходят ранее известные материалы. Также стоит отметить их разработки методов производства анодных материалов.

Лауреаты в деталях отработали технологию и создали опытное производство материалов для литий-ионных аккумуляторов в России — с объемом выпуска до десяти тонн в год. Это позволяет не только на практике подтвердить эффективность разработки, но и заложить основу для масштабирования и коммерциализации производства аккумуляторов нового поколения.

Сегодня Сколтех является самым крупным держателем пакета интеллектуальной собственности в области оксидных катодных материалов. В Центре энергетических технологий Сколтеха и созданных в институте стартапах уже несколько лет проводят активную работу по решению поставленных задач в рамках дорожной карты «Технологии создания систем накопления электроэнергии, включая портативные» и Концепции по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в РФ на период до 2030 года. 

В рамках дорожной карты поставлена задача выпуска ячеек с максимальной энергоёмкостью 260 ватт в час на килограмм (Втч/кг), однако уже сейчас учёные Сколтеха выпускают прототипы ячеек с удельной энергоёмкостью больше 250 Втч/кг, а при переходе на материал нового поколения этот показатель можно повысить до 300 Втч/кг. Реализация проекта происходит с привлечением компетенций созданного в Сколтехе стартапа «Рустор», имеющего статус малой технологической компании. С помощью создаваемой производственной линии «Рустор» планирует вывести на рынок новые высоконикелевые катодные материалы для применения в сфере электромобильности.

Биографическая справка

Евгений Викторович Антипов родился в 1958 году. В 1986-м защитил кандидатскую диссертацию, а в 1997 году — докторскую. Сейчас — член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой электрохимии и профессор кафедры неорганической химии химического факультета МГУ, профессор Сколковского института науки и технологий (Сколтех).

Артём Михайлович Абакумов родился в 1969 году, в 1997-м защитил кандидатскую диссертацию. В настоящее время — профессор, директор Центра энергетических технологий Сколковского института науки и технологий (Сколтех).