Инновации 10 августа 2022

Русскому аккумулятору не хватает напряжения

Россия может добиться технологического суверенитета в разработке и производстве новых видов аккумуляторов, но для этого помимо усилий ученых и инженеров нужен комплексный проект с участием государства и бизнеса. А они не торопятся
 Русскому аккумулятору не хватает напряжения
Директор Центра энергетических технологий Сколковского института науки и технологий (Сколтеха) Артем Абакумов
Пресс-служба Сколтеха

Три направления развития техники стали символом современности: электротранспорт, альтернативная энергетика, цифровизация. Неотъемлемой частью этой техники являются аккумуляторы. Один из ведущих российских центров разработки современных аккумуляторов — Центр энергетических технологий Сколковского института науки и технологий (Сколтеха). Мы встретились с директором Центра профессором Сколтеха Артемом Абакумовым, чтобы обсудить перспективы развития аккумуляторов и основные направления исследований, которые ведет центр.

—C самого начала Сколтех создавался с существенными отличиями в своей структуре от структуры традиционных университетов. В Сколтехе нет факультетов. Сколтех состоит из центров науки, образования и инноваций (ЦНИО). И одним из них был центр электрохимического хранения энергии, который создавался для развития технологий запасания энергии, например в аккумуляторах. Одним из направлений работы центра как раз является развитие технологий металл-ионных аккумуляторов. Потом в поле деятельности центра были включены технологии, связанные с конверсией энергии, например солнечной энергии в электрическую, и другие технологии электрохимического хранения энергии, например проточные батареи. И его переименовали в Центр энергетических наук и технологий. К центру также присоединили подразделение, которое занимается технологиями развития микросетей, алгоритмами контроля этих сетей, организацией сетей. А микросети также включают в себя накопители и альтернативные источники энергии. Это и ветряная энергия, и солнечная энергия. И в такой конфигурации центр сейчас работает.

— Вы уже сказали, что одним из направлений работы центра является разработка металл-ионных аккумуляторов. Каких именно и почему именно эти типы?

— Основное направление нашей работы — литий-ионные аккумуляторы. Вторая по важности — технология натрий-ионных аккумуляторов, которая уже доведена до рабочих прототипов и готова к масштабированию. Еще одна из возможных реализаций металл-ионной технологии — калий-ионная технология. Калий, в частности, хорош тем, что, его, как и натрия, много в природе. Здесь не возникает вопросов с дефицитом или какой-то географической локализацией источников, как это происходит в случае с литием. Калий, как и натрий, достаточно дешев, поэтому это дает возможность снижения стоимости калий-ионных аккумуляторов по сравнению с литий-ионными. И если мы будем сравнивать уже не калий и литий, а калий и натрий, то калий, конечно, имеет существенное преимущество.

magnifier.png Не существует универсального аккумулятора, который годится на все случаи жизни. Есть огромный спектр применений металл-ионных аккумуляторов — от портативной электроники до автомобилей или стационарных систем хранения энергии

Натрий несколько менее электроположителен, чем литий и калий, поэтому рабочее напряжение натрий-ионных батарей на две десятых вольта ниже, чем рабочее напряжение литий-ионных и калий-ионных батарей. А поскольку удельная энергия зависит от рабочего напряжения, то эта особенность натрия сказывается на том, что в натрий-ионных батареях есть определенные проблемы с плотностью энергии.

Есть еще другие физико-химические отличия калия и натрия, которые позволяют, например, надеяться на то, что калиевые батареи будут показывать более высокую мощность, то есть они, например, будут работать лучше при высоких скоростях заряда и разряда. Они будут работать, может быть, лучше при более низких температурах. В целом стратегия развития определяется тем, что не существует универсального аккумулятора, который годится на все случаи жизни.

Есть огромный спектр применений металл-ионных аккумуляторов — от портативной электроники до автомобилей или стационарных систем хранения энергии. Если, например, в автомобилях важнейшую роль играет количество запасаемой энергии в аккумуляторе, то есть его удельная энергия или объемная плотность энергии, то для стационарных систем хранения в первую очередь важна стоимость за киловатт-час. Понятно, что для стационарных хранилищ энергии большой емкости не так важно, сколько киловатт-часов на единицу массы запасает этот аккумулятор. А важно, чтобы для потребителя была подъемной входная цена использования этого аккумулятора и долгий срок службы, что позволит окупить инвестиции на каком-то длительном промежутке. Это только три области применения, а возможных приложений гораздо больше. И под каждое приложение можно и нужно искать свои технологические решения.

ЛАБ4.jpg
В лабораториях Центра энергетических технологий Сколковского института науки и технологий (Сколтех)
Источник: Пресс-служба Сколтеха

Без химической интуиции не обойтись

— Как происходит выбор материалов для аккумуляторов? Из каких соображений разработчики исходят, когда говорят: «Мы будем это разрабатывать и еще это» — ведь пока не сделан аккумулятор, его свойства не ясны. Или по физико-химическим свойствам материала заранее примерно понятно, что из него можно получить?

— Есть, конечно, такая вещь, как химическая интуиция, есть опыт работы, есть знания основных классов материалов и их свойств, что позволяет как-то ограничить возможный круг поиска и в плане химических составов, и в плане кристаллических структур. И интуицию нельзя списывать со счетов. Это действительно серьезный фактор, который помогает с использованием теоретического багажа, то есть общих знаний о механизмах ионной проводимости (как ионы лития, натрия, калия путешествуют через различные кристаллические структуры), о механизмах электропроводности, об электронной структуре материала, с определенной уверенностью предсказать, какие у материала будут основные рабочие характеристики. Не представляет собой и какой-то сверхсложной задачи, если мы знаем химический состав соединения, определить его теоретическую максимально возможную электрохимическую емкость.

Есть, конечно, здесь и много подводных камней, которые ограничивают использование такого интуитивного подхода. Скажем так, строение современных материалов слишком сложное, чтобы такие интуитивные подходы всегда на сто процентов правильно работали, поэтому здесь нам приходят на помощь и расчетные методы. У нас есть в распоряжении базы данных кристаллических структур, которые довольно обширны и насчитывают не одну сотню тысяч соединений. И есть не слишком ресурсоемкие с точки зрения компьютерного времени расчетные методы, которые позволяют уже полуколичественно, по имеющейся структурной химической информации, оценить, подходит соединение в качестве электродного материала металл-ионного аккумулятора или нет. Таким образом, из таких баз данных можно выбрать ограниченный круг соединений, скажем, несколько десятков из сотен тысяч. И к ним уже применить более строгие и более ресурсоемкие методы расчетов, основанные на принципах квантовой механики, теории функционала плотности, и уже более точно посчитать и энергетические барьеры для диффузии, и средний рабочий потенциал.

Все это составляет тот ландшафт, на котором дальше уже ведется экспериментальная работа в лабораториях. Сначала выбирают подходящий способ синтеза, и получают требуемое соединение, желательно, конечно, в чистом виде. На его основе готовят электродные смеси и собирают тестовые электрохимические ячейки, на которых проверяют, насколько выполняются предсказания, которые были сделаны.

— Базы данных, о которых вы сказали, — это результат работы химиков всего человечества, накопленные за предшествующий период?

— Это результат работы не только химиков. Это еще и результат работы природы, которая в своей изобретательности все еще гораздо богаче, гораздо изобретательнее всех химиков мира, вместе взятых. Потому что в эти базы данных входят не только вещества, которые были синтезированы когда-то в лабораториях, но и вещества, например минералы, которые были найдены в природной среде.

И, как это ни удивительно, между электродными материалами для металл-ионных аккумуляторов и миром минералов есть очень много общего. Мои коллеги опубликовали несколько обзорных статей на тему того, как минералогия может быть источником идей и вдохновения для развития технологий металл-ионных аккумуляторов. Многие электродные материалы, которые используются в промышленности и разрабатываются в науке, имеют непосредственные аналоги среди минералов. Ученые даже используют, если так можно выразиться, «минералогический» жаргон. Например, говоря «катодный материал со структурой оливина», подразумевают один из наиболее широко используемых в промышленности катодных материалов LiFePO4 и его производные, в то время как оливин — это один из породообразующих минералов мантии земной коры.

То есть работают не только химики, нам природа помогает. А раз природа смогла сделать, значит, и мы сможем в лаборатории. Если мы видим, что природа изобрела кристаллическую структуру, которая перспективна, значит, нам имеет смысл с ней работать.

— То есть в аккумуляторах калий или литий используются не в чистом виде? А как?

В литий-ионном аккумуляторе металлического лития нет. Равно как и в натрий-ионном нет металлического натрия, в калий-ионном — калия. Джон Гуденаф получил Нобелевскую премию как раз за то, что разработал катодный материал, то есть материал положительного электрода, — это был сложный оксид лития и кобальта, LiCoO2, который содержит литий в виде катиона Li+, а не в виде металлического лития. А в отрицательный электрод или анод в литий-ионных аккумуляторах, например в графит, литий также встраивается в виде положительно заряженного иона.

magnifier.png Для новых материалов необходимо разрабатывать новые методы синтеза, причем с учетом того, что они должны быть масштабируемы. Никого не интересует технология получения материала, если она позволяет получить один грамм. Интересуют объемы производства даже не тонн, а тысяч и десятков тысяч тонн

— Вы сказали, что занимаетесь литий-ионными аккумуляторами. Казалось бы, ими занимается весь мир, что нового тут можно сделать? В чем заключаются поиски?

— Есть общая канва этой технологии. Но, как и любая технология, она не является чем-то закостеневшим. Она развивается в первую очередь в сторону увеличения энергоемкости, Второе — это увеличение срока службы, третье — уменьшение стоимости киловатт-часа запасенной энергии. Развитие дает возможность применять эту технологию для новых приложений. Начиналась она с портативной электроники. А сейчас мы говорим уже о развитии электродвижения. К 2030 году 217 тысяч электромобилей в год должны выпускаться в Российской Федерации. И драйвером этой технологии является как раз развитие литий-ионных аккумуляторов.

Как достигается этот прогресс в улучшении характеристик аккумуляторов? Мы должны разрабатывать новые электродные материалы, но не только уделяя внимание какой-то отдельно взятой характеристике, а решая комплексную задачу. Мы можем сделать материал, который будет очень привлекателен по электрохимическим характеристикам, но по цене он будет совершенно запредельный. И понятно, что никакое массовое производство аккумуляторов на основе такого материала невозможно. Мы можем сделать материал, который будет иметь очень высокую плотность энергии, но будет сохранять ее в течение всего 50‒100 зарядно-разрядных циклов. И такой материал нам, наверное, не очень нужен в массовом потреблении. Нам же неинтересно, если телефон у нас выйдет из строя в течение первых шести месяцев.

— А что значит новый материал, когда речь идет о литий-ионных аккумуляторах? Какие изменения в этом материале происходят?

— Если мы говорим о том материале, который ранее использовался широко и до сих пор, кстати, широко используется, то это кобальтит лития — LiCoO2, я его уже упоминал, но кобальт довольно дорогой металл. Он в мире не везде встречается в нужных количествах. Лидирует по запасам Демократическая Республика Конго, где он добывается в том числе с привлечением детского труда. Поэтому от кобальта стараются уйти, заменяя его на какие-то более дешевые и доступные аналоги, например на никель. Вот и у нас появляется задача сделать аналогичный материал с меньшим содержанием кобальта, с большим содержанием никеля и одновременно увеличить его электрохимическую емкость. Например, если у LiCoO2 это 140 миллиампер-час на грамм, то сейчас мы делаем материалы с высоким содержанием никеля с емкостью до 180‒200 миллиампер-час на грамм. Можем и дальше совершенствовать эти материалы, достигая емкостей 220‒230 миллиампер-час на грамм. По сравнению с кобальтитом лития это дает увеличение удельной энергии, по меньшей мере, в полтора раза.

Для новых материалов необходимо разрабатывать новые методы синтеза, причем с учетом того, что они должны быть масштабируемы. Никого не интересует технология получения материала, если она позволяет получить один грамм. Интересуют объемы производства даже не тонн, а тысяч и десятков тысяч тонн.

В лабораториях Центра энергетических технологий Сколковского института науки и технологий (Сколтех)
Источник: Пресс-служба Сколтеха

Как использовать борщевик

— А чего удалось уже достичь в калий-ионных и в натрий-ионных аккумуляторах? Вы сказали, что натрий-ионные уже, можно сказать, на выходе?

— Если мы говорим про наши собственные достижения, то у нас есть четыре варианта катодных материалов для натрий-ионных аккумуляторов. Три из них являются нашими отечественными разработками, где патенты принадлежат или Сколтеху, или МГУ, с которым мы плотно сотрудничаем. У нас есть технологии производства этих материалов, пока еще в опытных масштабах. У нас есть запатентованные технологии производства анодных материалов и отработанные технологии сборки аккумуляторных ячеек. У нас есть прототипы аккумуляторных ячеек и написан план масштабирования производства натрий-ионных аккумуляторов от лабораторных до опытно-промышленных масштабов — скажем, объемом 10 мегаватт-часов.

Как вы понимаете, переход к промышленным масштабам требует весьма больших инвестиций, а такие инвестиции нам не может дать никакой научный фонд, да это и не их задача. Их задача — развивать фундаментальную науку. Здесь требуется уже интерес и государства, и нашего коммерческого сектора, промышленности и госкорпораций к этой технологии. Как все это происходит? Мы сделали и продемонстрировали первые прототипы натрий-ионных ячеек в Сколтехе в декабре 2020 года. Результат получился очень хороший. Но тогда нам говорили: «Ну, если это такая замечательная технология, почему же в мире ею никто не занимается?» А в середине 2021 года китайская компания CATL (а это самый крупный производитель аккумуляторов в мире) объявила, что она выпускает на рынок первые натрий-ионные аккумуляторы. И нам стали говорить: «А где же вы были раньше? Теперь их выпускают китайцы». Ну что можно ответить на это?

magnifier.png 95 процентов технологических решений, которые используются в литий-ионной технологии, можно будет использовать в натрий-ионной и в калий-ионной. Поэтому переход с одной на другую не потребует какого-то радикального переустройства производства

— Это наша традиция, к сожалению, со старых еще времен. Это с натрий-ионными. А с калий-ионными? На какой стадии они у вас?

— Калий-ионные — это еще более ранняя стадия. Конечно, мы можем тоже сделать демонстратор аккумуляторной ячейки небольшого размера. Но по сравнению с литий-ионной и натрий-ионной технологиями здесь есть еще ряд нерешенных проблем, которые связаны в первую очередь с тем, что для того, чтобы собрать такую электрохимическую ячейку, необходимо проводить достаточно сложные и нетехнологичные процедуры обработки электродных материалов. Условно говоря, для того чтобы собрать работающую электрохимическую калий-ионную ячейку, нужно сперва пожертвовать одну ячейку для того, чтобы сделать эту предобработку, разобрать ее, выбросить, а потом собрать работающую. Это, как вы понимаете, сводит на нет все преимущества калий-ионной технологии, такие как дешевизна. Решение этих проблем как раз и представляет собой интерес для разработки, для научных исследований и составляет один из предметов нашей работы.

— А с кем вы сотрудничаете в разработке материалов для анодов?

— Поскольку потенциал для новых разработок в стандартном графитовом аноде для литий-ионных аккумуляторов невысок, проще его купить, чем разрабатывать заново.

А в калий- и натрий-ионных аккумуляторах используются не графитовые аноды. В натрий-ионных аккумуляторах графитовый анод нельзя использовать вообще, потому что натрий практически не встраивается в структуру графита. А калий встраивается в графит, но это сопровождается огромным объемным расширением, до 60 процентов. Он просто разбухает и разрушает аккумулятор. В этих случаях используют материалы тоже углеродные, на основе так называемого неграфитизируемого углерода. Если обычный «мягкий» углерод мы нагреваем до очень высокой температуры и он превращается в более устойчивую форму графита, то этот так называемый жесткий углерод обладает какой-то поразительной устойчивостью к графитизации, то есть к превращению в углерод. Его практически невозможно полностью графитизировать. Структура этого материала известна, правда, до сих пор идут определенные дебаты о том, как туда встраиваются ионы калия или натрия. Но самое интересное, что его функциональные свойства зависят от источника, который используется для получения такого углерода, а они могут быть совершенно разные. Его можно делать из сахаросодержащего сырья, можно из фенолформальдегидной смолы.

Расскажу такую историю. Мы обсуждали со студентами подобные проблемы, и я пошутил: «Знаете такое растение борщевик, с которым борются все, его истребляют, а истребить не могут. Он растет, быстро дает огромный прирост зеленой массы. Смотрите, какой источник вам углерода, сделайте из него анодный материал». Пошутил и забыл. А на первое апреля они мне присылают отчет и говорят: «Мы проделали работу и сделали этот анодный материал из борщевика». Я смотрю — первое апреля, говорю: «Ребят, я же дату вижу…» — «Нет, Артем Михайлович, серьезно!» Сейчас подготовили статью к публикации о том, что можно делать из борщевика Сосновского анодный материал для калий- и натрий-ионных аккумуляторов.

ЛАБ5.jpg
В лабораториях Центра энергетических технологий Сколковского института науки и технологий (Сколтех)
Источник: Пресс-служба Сколтеха

Что нужно для производства

— Насколько схожи или различны технологии изготовления всех этих аккумуляторов? Условно говоря, организовать производство новых аккумуляторов — это что-то принципиально новое? Или технологии тут могут перетекать с одного производства на другое?

— Пока вывод такой: 95 процентов технологических решений, которые используются в литий-ионной технологии, можно будет использовать в натрий-ионной и в калий-ионной. Поэтому переход с одной на другую не потребует какого-то радикального переустройства производства.

— А сколько, на ваш взгляд, потребуется времени на запуск производства новых типов аккумуляторов? Вот у вас уже натрий-ионный на выходе. Китай уже запустил. Нам, для того чтобы запустить его в производство, если все сложится хорошо и найдутся желающие внедрять этот аккумулятор, сколько нужно времени?

— По калий-ионному аккумулятору мы пока так далеко не смотрели. По натрий-ионным аккумуляторам у нас проект с выходом на производство в 10 мегаватт-часов за три года. Если учесть, что мы предлагали этот проект в конце 2020-го, то если бы тогда, как вы говорите, все бы хорошо сложилось, то мы уже к 2023 году это производство имели бы. Это зависит не от нас как разработчиков и ученых, а от инвесторов, каким бы они ни были — частными или государственными.

— А какой объем инвестиций нужен для разворачивания такого производства?

— Мы считали еще по состоянию дел на 2021 год, и тогда у нас выходило порядка миллиарда рублей.

— Это не так много, в принципе.

— Да, не так много. Это опытно-промышленное производство, которое позволит эти натрий-ионные аккумуляторы делать в достаточных объемах и на их основе уже создавать конкретные изделия, например самокаты. Их сейчас очень много, почему бы не перевести их на более дешевую натрий-ионную технологию?

magnifier.png Мы проделали работу и сделали этот анодный материал из борщевика». Я смотрю — первое апреля, говорю: «Ребят, я же дату вижу…» — «Нет, Артем Михайлович, серьезно!» Сейчас подготовили статью к публикации о том, что можно делать из борщевика

— А какова вообще область применения этих новых типов натрий-ионных, калий-ионных аккумуляторов?

— Я на примере натрий-ионной технологии скажу, поскольку она больше проработана. Часто, раз технологии схожи — литий-ионная, натрий-ионная, калий-ионная, — автоматически начинают их сравнивать между собой. И говорят: «О нет! Натрий-ионная нам неинтересна, там меньше плотность энергии в силу физических, химических ограничений». Но надо правильно выбирать объекты для сравнения. У нас же есть свинцово-кислотные аккумуляторы, которых до сих пор в мире производится больше, чем литий-ионных, и которые стоят в автомобилях, в источниках бесперебойного питания. Уже сейчас натрий-ионная технология по сравнению со свинцово-кислотной обладает рядом неоспоримых преимуществ. Это в первую очередь большая удельная энергия, отсутствие необходимости обслуживания, большая безопасность. И по сравнению с литий-ионными аккумуляторами, натрий-ионные можно долго хранить в разряженном виде, что тоже удобно. По прогнозируемой цене натрий-ионная технология может конкурировать со свинец-кислотными аккумуляторами.

Зачем же мы тогда производим свинец-кислотные аккумуляторы, которые еще и не сильно экологичны? Вот и потенциальный рынок, и потенциальные возможности для развития: области, где применяются свинец-кислотные аккумуляторы в больших масштабах, — это резервные системы в первую очередь. Зачем их заменять на литий-ионные, если есть более привлекательная по цене альтернатива — натрий-ионные?

— А по весу, если сравнивать при той же удельной мощности или каких-то еще характеристиках, с литий-ионными? Для всяких гаджетов они не подойдут, это остается за литием?

— Да. Я думаю, что легковые электромобили тоже останутся за литием. Натрий-ионная технология дает где-то на 20 процентов меньше удельной энергии. А для больших движущихся средств, например для судов, где объем батарей уже весьма значительный, вопрос конкурентоспособности не снимается. Или, например, московский электробус. Сейчас он реализован на технологии батарей, которые обеспечивают большое количество циклов заряда-разряда, но при этом не являются особенно энергоемкими в силу определенных технологических решений. А натрий-ионные батареи такую энергоемкость могут обеспечить. Сейчас в Москве у автобусов частые зарядки, автобус приехал на конечную станцию, подзарядился, поехал на другую конечную станцию. И так несколько раз в день. В этом случае натрий-ионные технологии могут более дешевое решение предоставить.

— А калий-ионные, как я читал, это все-таки в основном для накопителей энергии?

— Это самое очевидное их позиционирование. Но я думаю, что здесь рано ограничивать потенциал этой технологии, пока она еще окончательно не вырисовалась даже в той степени, в которой вырисовалась натрий-ионная.

— Вы сказали, что калий и натрий широко распространены в природе и значительно дешевле, чем литий. А насколько уровень их добычи соответствует потребностям? Или добычу придется существенно увеличивать? Например, в случае, как вы говорили, организации опытного производства натрий-ионных аккумуляторов, нашего производства натрия здесь, в России, хватит на то, чтобы закрывать ваши потребности?

— Да, я думаю, что хватит. Потому что соединения натрия, если честно, как таковые производятся не потому, что они содержат натрий. Например, гидроксид натрия производится потому, что он нужен именно в качестве гидроксида. И вы же знаете, что сода — это гидрокарбонат натрия. Поэтому эти материалы уже производятся в огромных количествах.

Дело в том, что нам не нужен металлический натрий, равно как и литий. Например, для синтеза катодных материалов мы используем гидроксид лития, а не чистый литий.

— То есть, в принципе, он может использоваться в той форме, в которой его сейчас производят? Ну, в той или иной мере.

— Да. Мы и сейчас, производя материал для литий-ионной технологии, используем очень большое количество соединений натрия. В качестве отхода этой технологии получают сульфат натрия. А смотрите, сколько соединений калия производится! Это же калийные удобрения. Это «Уралкалий», огромная корпорация. Я не помню на память, сколько калия в земной коре, а про литий с натрием могу сказать: литий — это 26 миллионных долей, а натрия — 26 тысяч миллионных долей (миллионная доля — это один атом вещества на миллион атомов всех других веществ, в данном случае в земной коре). При этом литий еще более рассеянный, а натрий везде. Натрий у вас на столе есть, вы его кушаете в виде хлорида натрия, поваренной соли.

— Китай уже начал производство натрий-ионных аккумуляторов, а на Западе занимаются этим активно?

— Да, там есть небольшие компании на уровне стартапов, которые разрабатывают различные варианты. Есть Tiamat во Франции, есть Faradion в Великобритании, которые производят материалы, получают средства на развитие технологий, реализуют какие-то возможные технические решения.

KF<.jpg
В лабораториях Центра энергетических технологий Сколковского института науки и технологий (Сколтех)
Источник: Пресс-служба Сколтеха

Как воспитать специалистов

— Вы уже упомянули о достижениях ваших студентов. Калий-ионные аккумуляторы у вас тоже разрабатывает команда молодых людей. Как вы оцениваете команду молодых сотрудников?

— Не хочу себе приписывать заслуги, что мы каким-то специфическим способом этого достигаем. Действительно, по технологии калий-ионных аккумуляторов мои бывшие студентки (а сейчас уже аспирантки) организовали стартап-компанию «К+». Понятно, К — это символ калия, «плюс» — это его заряд. Этот стартап существует уже третий год. Они пытаются изготавливать анодные материалы как продукт. Да, это инициатива молодых, и я считаю, что они это делают очень успешно. Причем еще умудряются сочетать ведение собственного бизнеса с научной работой, с публикацией статей, поездками на конференции. В этом отношении они абсолютные молодцы.

magnifier.png Мы сделали прототипы натрий-ионных ячеек в декабре 2020-го. Нам говорили: «Ну, если это такая замечательная технология, почему же в мире ею никто не занимается?» А в середине 2021 года китайская CATL выпустила на рынок первые натрий-ионные аккумуляторы. И нам сказали: «А где же вы были раньше?»

Почему так у них получается? Здесь, как мне кажется, в первую очередь играет ключевую роль существенное отличие Сколтеха от традиционных вузов. Сейчас есть много вузов, которые поддерживают инновационную деятельность в разных масштабах, но в Сколтехе это неотъемлемая часть учебного процесса. Студент, который поступает в Сколтех, в течение первого месяца проходит курс, который называется Innovation Workshop. Это курс молодого бойца, которого погружают в проектную, инновационную деятельность. Они не сидят и слушают лекции о том, как надо организовывать стартапы. Им предлагают найти и реализовать решение какой-то конкретной практической задачи, иногда достаточно сложной, за ограниченное время, причем это работа в команде. И элементы такой тренировки проходят через все обучение.

То есть люди не просто здесь слушают лекции и работают в лабораториях. Они приучены видеть в результатах своей работы черты конечных продуктов и дальше осуществлять необходимые действия, например определять, патентоспособен результат или нет. Они могут написать патент, это умение, которое здесь прививается с самого начала. Прежде чем написать статью, в большинстве случаев мы как раз подаем заявки на изобретение. Вся атмосфера Сколтеха изначально была построена на том, чтобы всеми мерами содействовать превращению знаний и разработок, которые получены в лаборатории, в продукты, в интеллектуальную собственность и всячески поощрять организацию инновационных стартапов. Фонд «Сколково» тоже это всегда поддерживал и соответствующие льготы здесь даются.

Поэтому не знаю, насколько в успехах этих ребят моя заслуга. Просто по-другому здесь трудно жить и работать и быть конкурентоспособным. До своих студентов я довожу идею: они конкурируют не только со своими коллегами, которые работают за рубежом в той же области. Они, в том числе, конкурируют и между собой на рынке труда, на который они выйдут, и просто на рынке, представляя на нем товар, который люди будут покупать или не покупать. Поэтому, ребята, как говорится, все в ваших руках, вы должны проявлять инициативу, потому что ваша инициатива — это ваше будущее. А моя задача как руководителя — обеспечить людям возможность реализации их идей. Если приходит ко мне человек и говорит: «Мне нужно полмиллиона рублей на оборудование и реактивы», — то я должен сделать так, чтобы он смог реализовать свою идею. Надеюсь, что с этим я справляюсь.

TSL_1169.jpg
В лабораториях Центра энергетических технологий Сколковского института науки и технологий (Сколтех)
Источник: Пресс-служба Сколтеха

Технологический суверенитет и аккумуляторы

— Сейчас стало модно говорить о технологическом суверенитете. Насколько возможен технологический суверенитет в разработке и производстве современных аккумуляторов?

— Технологический суверенитет возможен в любой области. Все зависит от количества вложенных туда ресурсов, средств и времени, потраченного на достижение этого суверенитета. Мне кажется, что это возможно и в случае аккумуляторов. Но тут нужно учесть, что технология производства литий-ионных аккумуляторов — это не только электродные материалы. Это еще и токонесущие ленты, это электролиты, это и сепаратор, который разделяет положительные и отрицательные электроды, это и корпуса соответствующие, например ламинированная фольга. И много других нужных и полезных вещей, включая станки для этого производства. Дальше уже более высокие уровни передела: сборка пакетов из ячеек и батарей из пакетов, организация систем контроля, охлаждения — уже больше инженерные задачи.

В общем, проект производства литий-ионных аккумуляторов имеет комплексный характер. Он требует сочетания не просто таких компетенций, как у нас. Мы химики, но, например, я не смогу разработать систему контроля аккумулятора. Для этого нужны люди с другими компетенциями. Понятно, что комплексность этого проекта высокого уровня. Поэтому мы давно, еще до того, как стали говорить о технологическом суверенитете в нынешних масштабах, выходили на уровень и Минпромторга, и Минэкономразвития с предложением создания так называемой комплексной научно-технической программы (КНТП). Такой проект не может быть выполнен одной организацией — коммерческой или научной. Он требует именно кооперации усилий, совместной работы, создания соответствующего консорциума с распределением задач, с органами управления, с источниками финансирования. Я, конечно, не хочу сравнивать с атомным проектом или с космическим, это все-таки не те масштабы, но по идеологии очень похоже. Пока такая комплексная программа не реализована.

— Но она хотя бы есть в проекте? Кроме вашего проекта, государство как-то ею занимается?

— Принят документ на уровне правительства — Концепция развития электротранспорта. Там говорится о необходимости развития КНТП. Есть дорожная карта под эгидой «Росатома». Там тоже указана необходимость организации такой программы. Необходимость не просто на словах, она осознана, она в таких документах стратегического порядка прописана. И мы выходили именно с предложением исполнять записанные мероприятия. Но пока, скажем так, мы не вышли на стадию каких-то конкретных мероприятий по организации такой программы.

Темы: Инновации

Еще по теме:
29.09.2022
Химики МГУ научились быстро и просто определять содержание ветеринарных препаратов в молоке с помощью нового метода
28.09.2022
Разработка Московского Политеха позволит уменьшить риск эмоционального выгорания работников кол-центров
26.09.2022
Руководство ВВС США (U. S. Air Force) 22 сентября объявило, что оно сделало свой выбор в пользу компании Raytheo...
20.09.2022
Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) разработали технологию, которая...
Наверх