В Самарском национальном исследовательском университете имени академика Королева (СГАУ) начали работу над созданием аккумуляторных батарей из алюминия. Они должны стать безопаснее, дешевле и чище в производстве нынешних литий-ионных батарей. 

Ученые уверены, что у твердых электролитов на основе алюминия есть большие перспективы. В СГАУ полагают, что создание аккумуляторов из алюминия может дать толчок производству и продвижению электромобилей в России. Сейчас в России электромобили не производятся, а импортные модели из-за своей дороговизны находят лишь несколько десятков потребителей в год.

«Мы проектируем материалы для аккумуляторов из разных веществ. Но уже можно сказать, что твердые электролиты на основе алюминия могут быть лучше недавно спроектированных натриевых. Алюминий может переносить более высокий заряд, и соответственно создавать более сильный ток, что позволит с легкостью обеспечить электричеством автономный механизм, такой как электромобиль», — Владислав Блатов, профессор СГАУ.

«Ион алюминия может иметь степень окисления +3, в то время как литий — только +1. Теоретически один атом алюминия может переносить в три раза больший заряд, чем литий. Соответственно, и ток, который будут давать алюминиевые батареи при прочих равных условиях, может быть до трех раз выше, чем литиевых. В то же время атомы алюминия намного крупнее атомов лития, поэтому их диффузия в веществе затруднена. Кроме того, литиевые аккумуляторы имеют очень высокую плотность хранения энергии. Смогут ли алюминиевые аккумуляторы достичь или превзойти литиевый предел плотности энергии — пока не ясно. Но алюминий намного дешевле лития и это один из самых распространенных на Земле элементов», — объясняет научный сотрудник СГАУ, кандидат физико-математических наук Артем Кабанов.

Расчет свойств перспективных материалов для новых батарей производится в Самарском университете с помощью собственного программного комплекса ToposPro и зарубежного VASP. Первые результаты работы по теме алюминиевых аккумуляторов специалисты СГАУ представили в июле на научной конференции в Литве.

Отметим, что СГАУ — не единственное российское научное учреждение, которое работает над аккумуляторами нового типа для электромобилей. В конце 2015 года ученые Сибирского отделения РАН представили батареи на основе наноразмерного литий-марганцевого оксида. Такие батареи отличаются большей емкостью, значительно большей скоростью заряда и более низкой себестоимостью по сравнению с обычными литий-ионными батареями. Но эту работу сибирские ученые выполняют по заказу и в интересах французской корпорации SAFT — одного из крупнейших мировых производителей материалов для литий-ионных батарей.