Ученые из Центра энергетических технологий Сколтеха зарегистрировали патент, который описывает способ создания компонентов и сборки калий-ионного аккумулятора, состоящего из катода, безводной электролитной композиции и анода. Каждый из этих компонентов имеет уникальные характеристики, а методы их синтеза и сборки самой ячейки разработаны в Сколтехе.
Для запасания большого объема энергии всё чаще используются литий-ионные аккумуляторы, пришедшие на смену свинцово-кислотным и никель-металлогидридным. Однако из-за дороговизны компонентов (конкретно катодного материала) стоимость Li-ионных аккумуляторов ёмкостью более 15000 мА·ч отпугивает потенциальных потребителей, что привело разработчиков к поиску более дешёвых катодных и иных компонентов на основе других щелочных металлов. Так появились калий-ионные аккумуляторы, по надёжности не уступающие литиевым аналогам, по себестоимости (за 1 кВт·ч запасаемой энергии) выгодные более чем в два раза, однако уступающие в плотности запасаемой энергии. По этой причине область их применения ограничена массогабаритной техникой, стационарными аккумуляторными системами, такими как источники бесперебойного питания, аккумуляторами для систем альтернативной выработки энергии – солнечными панелями, ветряными электростанциями.
Изобретение ученых из Сколтеха – одно из первых в России, что дает хорошие предпосылки для коммерциализации. Разработка была создана в течение работы над проектом STRIP (Skoltech Translational Research and Innovation Program), посвященном разработке калий-ионных аккумуляторов.
«Катодный материал на основе гексационокомплексов переходных металлов является одним из рекордсменов по плотности энергии среди не только калиевых, но и литий- и натрий- ионных систем – более 450 кВт·ч/г. Разработанный анодный материал имеет не менее впечатляющие энергетические характеристики, а в совокупности с электролитной композицией аккумуляторная система обладает большим потенциалом для серийного производства и применения аккумуляторов», – рассказывает один из разработчиков, аспирантка Сколтеха Полина Морозова.
Новая ячейка может быть использована стартапом К-плюс, созданным аспирантами Сколтеха в 2020 году. Стартап как раз посвящен разработке калий-ионного аккумулятора, является резидентом Фонда Сколково, а также получил грант от Фонда Содействия Инновациям.