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 академика РАН, 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.