Продолжаем работу: состоялся очередной рабочий визит ученых Кольского научного центра РАН на Сахалин

В списке задач Научного центра мирового уровня «Новые материалы и химия», в состав которого входит Кольский научный центр РАН, есть очень непростая: выстроить устойчивые межрегиональные связи, объединяющие ресурсную базу, фундаментальную науку и прикладные разработки в единую технологическую цепочку. В логике этой задачи состоялся очередной рабочий визит ученых ФИЦ КНЦ РАН и коллег из МГУ на Сахалин. Принимала гостей лаборатория «Электрохимические источники для возобновляемой энергетики» Сахалинского государственного университета.

Программу визита построили вокруг прикладных вопросов электрохимического материаловедения.

Ученые МГУ поделились передовым опытом в области синтеза и исследования анодных материалов. Стоит отметить, что почти все участники делегации представляют знаменитую научную школу профессора Евгения Викторовича Антипова.

Кандидат химических наук Зоя Бобылева представила результаты по получению полноценных ячеек и хард-карбонов, старший научный сотрудник Ольга Бойцова рассказала об анодных материалах на основе оксидов титана и их электрохимической способности, аспиранты Андрей Маренко и Григорий Лакиенко осветили современные методики исследования веществ ex situ, подробный XRD-анализ, а также наработки лаборатории в области сборки паунч-целлов и работы с большими объемами веществ для масштабирования материалов.

Ключевым моментом стала работа с полными ячейками, где и анод (хард-карбон), и катод были синтезированы собственными силами. Это необходимый инженерный этап для перехода от лабораторных образцов к прототипам отечественных батарей, одной из приоритетных задач НЦМУ.

Для Кольского научного центра этот визит стал важным шагом на пути интеграции арктического минерального сырья в общую стратегию НЦМУ. Делегация из Апатитов вместе с коллегами из МГУ демонстрировала самые современные практики исследования катодных и анодных веществ.

Заместитель директора Института проблем промышленной экологии Севера Вадим Ефремов, координирующий работу группы институтов КНЦ по созданию материалов для литий-, натрий- и цинк-ионных аккумуляторов, обсудил пути ускоренного создания прототипов батарей.

Сотрудники Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья КНЦ РАН предложили на обсуждение современные методы переработки апатитовой руды Хибинского месторождения и выделении из нее компонентов для получения катодных материалов. Хибинский апатит содержит значительные концентрации редкоземельных элементов - неодима, празеодима, самария и иттрия, которые являются ключевыми прекурсорами для синтеза катодных материалов типа NMC (никель-марганец-кобальт).

Алексей Габаин представил системный взгляд на переработку апатитовых концентратов с акцентом на селективное извлечение цветных и редких металлов. Роман Титов поделился практическими наработками по фазовому анализу промежуточных продуктов переработки и методам контроля распределения микропримесей, критически важных для последующего синтеза катодных материалов с заданными электрохимическими характеристиками. Анна Широкая детально осветила вопросы соосаждения и разделения близких по свойствам лантаноидов, что напрямую определяет чистоту конечного NMC-продукта.

Участники дискуссии представили современные технологические схемы:

• азотнокислотное и сернокислотное вскрытие апатитового концентрата с переводом РЗЭ в растворимую форму;

• сорбционные и экстракционные методы концентрирования и разделения индивидуальных РЗЭ;

• переработку техногенных отходов (фосфогипса, хвостов обогащения) как вторичного источника ценных компонентов.

С помощью наработок ученых Кольского научного центра можно замыкать технологический цикл: от выделения концентрата легкой группы РЗЭ из хибинского апатита до синтеза на их основе катодных материалов с регулируемым соотношением Ni:Mn:Co. Результаты лабораторных экспериментов показывают, что технология позволяет варьировать стехиометрию конечного продукта в широких пределах (от NMC-111 до NMC-811) за счет корректировки условий осаждения и соотношения исходных реагентов.

Таким образом, сырьевая и технологическая база Кольского полуострова становится неотъемлемой частью производственного цикла, который замыкается на сборке опытных образцов батарей в партнерских лабораториях, включая СахГУ. Этот подход полностью соответствует стратегическим задачам, поставленным перед НЦМУ «Новые материалы и химия», и позволяет говорить о реальном технологическом суверенитете страны в области электрохимических источников энергии.

Работу продолжили на 30-м Международном Дальневосточном энергетическом форуме «ЭНЕРГИЯ САХАЛИНА», где ведущие эксперты и представители реального сектора экономики говорили о технологическом суверенитете и развитии энергетической инфраструктуры.

На стенде СахГУ лаборатория Олега Шичалина продемонстрировала результаты, полученные в том числе в рамках кооперации с НЦМУ: анодные материалы для натрий-ионных аккумуляторов, полученные пиролизом из курильского бамбука и ламинарии, которые показали высокую электрохимическую емкость, высокотоковые катоды со структурой NASICON и собранные на их основе готовые элементы питания формата CR22032.

Заместитель генерального директора КНЦ РАН по научной работе, директор Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья, академик Иван Тананаев подчеркивает: опыт МГУ, СахГУ и КНЦ РАН наглядно показывает, как меняется подход к развитию макрорегионов.

- Мы уходим от модели, где Север и Дальний Восток — это лишь места для извлечения ресурсов, - говорит Иван Гундарович. - Сегодня мы их обустраиваем, создавая современную, комфортную и высокотехнологичную среду.

Жить и работать на краю земли нужно не «вопреки», а благодаря уникальным возможностям этих регионов. Качество научной среды здесь абсолютно конкурентоспособна, а научный мост между Апатитами и Южно-Сахалинском надежно работает в интересах Научного центра мирового уровня «Новые материалы и химия». Мы продолжаем нашу общую работу.