Над проблемой сохранения аккумулируемой электроэнергии бьются ученые всего мира. Литиево-ионные батареи, на которых работает сейчас все, от часов и смартфонов до электромобилей могут стать недоступны, так как согласно прогнозам экспертов, запасы лития на планете Земля закончатся примерно через 30 лет. При этом потребность в литий-ионных аккумуляторах из года в год растет в геометрической прогрессии.

В настоящее время ведутся разработки материалов для постлитиевых аккумуляторов, и один из перспективных заменителей лития может стать цинк. Его запасов на порядки больше, чем лития, он поливалентен, и теоретически обладает большим запасом емкости. Самарские университеты также внесли свой вклад в решение этой проблемы.

В Самарской области над созданием цинк-ионных аккумуляторов уже три года работает 23-летний студент-магистрант химико-технологического факультета СамГТУ Александр Антонюк и научный коллектив МНИЦТМ под руководством к.ф-м.н, доцента кафедры «ОНХ» СамГТУ Артема Анатольевича Кабанова.

«Сегодня есть множество способов получить энергию, но нет оптимальных систем для ее массового хранения. Представьте себе ТЭЦ или ГЭС в мегаполисе. В часы пик, когда потребность людей в электроэнергии особенно велика, приходится разгонять мощности предприятия. На этот разгон и дальнейшую остановку тоже требуется значительная дополнительная энергия. Это сказывается на стоимости ресурса для потребителей и на износе оборудования. По сути, энергия уходит просто в никуда. А могла бы, накапливаться и в нужный момент снижать нагрузку», - объясняет Александр Антонюк суть решаемой проблемы.

По мнению студента, накапливать необходимую электроэнергию могут стать цинк-ионные аккумуляторы, над которыми они работают. Сейчас уже идет сборка опытных образцов, далее – полевые испытания.

Кроме решения более экономичного обеспечения электроэнергией городов и населенных пунктов, самарская разработка может быть востребована для производства аккумуляторов для электромобилей, в том числе и электробусов.

В 2021 году 195 стран взял на себя обязательства перевести автопарк на электрокары или гибриды к 2050 году. В России электромобили менее популярны, их в стране примерно 11 тыс. экземпляров. Но задача популяризации нового экологического вида транспорта и налаживание его производства перед главами регионов стоит.

Главное преимущество цинк-ионного аккумулятор перед литий-ионным – большая емкость при меньшем размере. Производители электротранспорта могут использовать освободившийся объем кузова как для уменьшения длины автомобиля, так и для увеличения площади багажника или салона. В первом случае это позволит делать более дешевые автомобили, доступные для населения, во втором – повысить комфортность.
Использовать цинк-ионные аккумуляторы при производстве гаджетов не получится, так как они более тяжелые, чем литий-ионные.

Параллельно с работой над цинк-ионным аккумулятором Александр Антонюк и его команда решают иные задачи. Например, разработка метода очистки сульфата цинка. Заказ в лабораторию, где работает студент, поступил от одного из челябинских заводов. На предприятии сульфат цинка образуется как побочный продукт с большим количеством примесей. Задача – довести материал до химически чистого, чтобы фактически отход производства стал новым продуктом завода, который сегодня очень востребован на рынке.

Александр Антонюк считает, что сегодня наука в России меняет вектор развития, от фундаментальной к прикладной. Сильным толчком стал тренд на импортозамещения, российская промышленность практически полностью переходит на свои разработки в области станкостроения, химического производства, микроэлектроники и многих других сферах.

«Я абсолютно убежден, что наука должна работать на будущее человека на всех уровнях: улучшать его бытовые условия проживания, передвижения, лечения. Молодые ученые эффективно используют современные технологии и средства, которых просто не было у старшего поколения. Поэтому сейчас у нас просто невероятные возможности создавать все, что мы пожелаем», - считает Александр Антонюк.