Размер шрифта:
  • А
  • А
  • А
Цветовая схема:
  • А
  • А
  • А
Календарь конференций
  • 10 октября

    II Всероссийская научно-практическая конференция преподавателей, научных сотрудников и аспирантов «Социальная динамика населения и устойчивое развитие»

  • 14 – 15 октября

    Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике

  • 14 – 16 октября

    Всероссийская научная конференция «Астрометрия вчера, сегодня, завтра»

  • 21 – 24 ноября

    XIV Международная научно-практическая конференция «Современные информационные технологии и ИТ-образование»

  • 21 – 24 ноября

    IV Международная научная конференция «Конвергентные когнитивно-информационные технологии»

  • 26 – 27 ноября

    Всероссийская научная конференция, посвященная 50-летию кафедры этики «Этика в современном философском дискурсе: проблемы и перспективы»

  • 29 ноября

    Кристаллохимия в пространстве и времени: научные чтения, посвященные 70-летию кафедры кристаллографии и кристаллохимии геологического факультета МГУ

  • 27 января – 1 февраля

    Восьмая школа-конференция «Алгебры Ли, алгебраические группы и теория инвариантов»

  • 27 января – 1 февраля

    Восьмая школа-конференция «Алгебры Ли, алгебраические группы и теория инвариантов»

  • 28 – 29 марта

    Четвёртая Открытая Конференция Юных Учёных

Все конференции
Гранты Президента РФ
«Университет без границ»
Программы дополни-
тельного образования
Мероприятия для школьников и учителей
Единая поисковая система по зарубежным базам данных

Что графену на замену?

Ученые МГУ показали, что графен не самый удачный компонент для суперсовременных литий-воздушных аккумуляторов. Альтернативу они предложат совместно с коллегами из MIT в проекте, финансируемом Сколтехом.

Сколтех – университет задуманный на базе экосистемы Сколково для подготовки студентов на базе лабораторий, открытых в передовых областях науки и техники, наподобие MIT. Несколько лет назад новый вуз объявил конкурсы прикладных проектов для российских научных организаций. По условиям конкурсов проект должен выполняться совместно с одним из ведущих западных вузов. Победители получали достаточно мощное финансирование. В 2012 году в первой волне конкурса победили два проекта из МГУ и один из Института общей генетики РАН. Для совместной реализации одного из выигравших проектов – в области электрохимических устройств нового поколения – партнером МГУ стал MIT. В рамках проекта в МГУ будет создан Центр по электрохимической энергетике. В конце марта для обсуждения плана работ Центра в Россию приедет делегация, которую возглавит Карл Томпсон, директор Materials Processing Center в MIT. Со стороны МГУ Центр возглавляет академик Алексей Хохлов.

Электрохимическими источниками тока в МГУ давно и активно занимаются. По словам Даниила Иткиса, который проводит исследования в этой области на кафедре неорганической химии, он и его коллеги опубликовали важный результат по литий-воздушным аккумуляторам в престижном журнале американского химического общества Nano Letters (DOI: 10.1021/nl4021649); этот результат стал серьезной вехой в контексте развития проекта со Сколтехом. Российские ученые обнаружили причину, по которой эти весьма перспективные устройства имеют ограниченное число циклов зарядки–разрядки.

Литий-воздушные аккумуляторы – это устройства, которые в потенциале способны обогнать по своим качествам литий-ионные аккумуляторы, повсеместно применяемые в мобильных устройствах: смартфонах, видеокамерах, ноутбуках и даже автомобилях. Их главное отличие от обычных литий-ионных устройств – то, что окисление и восстановление лития происходит с участием атмосферного кислорода. Это сильно упрощает химию процесса1, позволяет отказаться от тяжелых материалов для электродов и электролита, тем самым на единицу массы аккумулятора можно запасти в несколько раз больше энергии. Однако и создать работающее устройство оказалось технически гораздо сложнее. Литий-воздушные аккумуляторы после нескольких перезарядок теряют все свои полезные качества. Российским ученым удалось установить причину этого печального явления – оказалось, что материал катода, в качестве которого используется углерод, разрушается под действием образующегося в аккумуляторе агрессивного окислителя – супероксида лития – и, частично превращаясь в карбонат лития, перестает работать.

«Супероксид лития в литий-воздушных аккумуляторах никогда не наблюдали, это промежуточный продукт, очень активный. Он химически разрушает даже такой материал как графен. Так что, какой нужен здесь графен и графен ли вообще должен быть в качестве катода – вопрос. Вероятно, нужно искать другие материалы», – говорит Даниил Иткис. Альтернативный вариант – связывание супероксидов специальными блокирующими их активность веществами с последующим восстановлением до пероксидов. Проверкой этих гипотез и поиском новых материалов для литий-воздушных аккумуляторов МГУ совместно с MIT займется в рамках создаваемого при поддержке Сколтеха Центра по электрохимической энергетике.

к.х.н. Иван Охапкин,
Управление инновационной политики и международных научных связей

1Упрощенно, происходит образование и разложение кислородных соединений лития, в то время как в литий-ионных аккумуляторах это более сложные реакции, вовлекающие материалы анода и катода.