Батарейки из водорослей

Исследователи СахГУ разрабатывают инновационные материалы для литий-ионных батарей из морских водорослей, чтобы заменить импортный графит и поддержать экологию региона.

В современном мире, где вопросы экологии и устойчивого развития становятся всё более актуальными, российские учёные активно ищут альтернативные решения для производства энергоэффективных и экологичных технологий. На передовой этих исследований оказались специалисты Сахалинского государственного университета, которые ведут уникальные разработки в области создания анодов для литий-ионных аккумуляторов из морских водорослей, произрастающих в акваториях Охотского моря.

Работа проходит в лаборатории «Электрохимические источники для возобновляемой энергетики», созданной при поддержке федеральной программы «Молодёжные лаборатории» нацпроекта «Молодёжь и дети». Главная цель проекта — создание новых, экологически чистых материалов, способных заменить импортируемый синтетический графит, который используется в современных аккумуляторах.

Почему именно водоросли?

Исследователи выбрали для своих экспериментов такие виды, как красная водоросль Ahnfeltia tobuchiensis, а также морские травы Zostera и Ruppia. Эти растения отличаются высоким содержанием углерода и азота, что делает их перспективным сырьём для производства анодных материалов. Благодаря уникальному химическому составу и структуре, биомасса водорослей позволяет получать пористый углеродный материал с отличными характеристиками для аккумуляторов.

Процесс создания анодов начинается с тщательной переработки биомассы водорослей. Сначала сырьё подвергается термической обработке без доступа кислорода — так получается биоуголь, обладающий высокой пористостью и электропроводностью. Эти свойства делают его идеальным кандидатом для использования в качестве анода в литий-ионных батареях. Такой подход не только способствует созданию экологически чистых источников энергии, но и поможет снизить зависимость страны от импортных материалов, что особенно важно в условиях глобальных вызовов.

— Применение биоугля из водорослей — это не только экологически чистый и устойчивый подход, но и важный шаг к снижению зависимости от импорта синтетического графита, большая часть которого поставляется из-за рубежа, — подчеркнул руководитель лаборатории, доктор технических наук Олег Шичалин.

Широкий научный фронт

Проект по созданию анодов из водорослей — лишь часть масштабной исследовательской программы лаборатории. Параллельно здесь разрабатывают твёрдотельные аккумуляторы, также ведутся работы по водородной энергетике и вторичной переработке элементов питания. Все эти направления объединяет стремление к созданию экологичных и эффективных технологий, способных обеспечить энергобезопасность и устойчивое развитие региона.

Все исследования ведутся на базе инновационного кампуса СахалинТех — научно-образовательного центра нового типа. Здесь работают в партнёрстве с ведущими университетами и научными организациями России, что позволяет объединить усилия учёных, студентов и инженеров для решения актуальных задач в области возобновляемой энергетики и экологии.

Вклад сахалинских учёных в развитие климатической повестки будет представлен на международном климатическом форуме «Острова устойчивого развития: климатический аспект», который пройдёт в Южно-Сахалинске 1–2 августа. Форум станет площадкой для обмена опытом и обсуждения инновационных решений в области устойчивого развития и борьбы с изменением климата.

Будущее

Разработка находится на стадии лабораторных испытаний, но уже подтверждает сопоставимую эффективность с промышленными аналогами. В дальнейшем технология может быть применена в экологически ориентированных продуктах, автономных накопителях энергии и перспективных решениях для низкоуглеродной экономики.

Автор: Иван Алексеев