Мы можем сделать казахстанский никель в десятки раз дороже, но нам его не дают – ученый

Химики из Назарбаев университета придумали способ переработки никеля, который активно добывается в Казахстане и продается в другие страны. Ученые заявляют, что цена на экспортную руду значительно вырастет. Однако частные компании, которые занимаются добычей никеля, не хотят предоставлять им образцы для переработки. Обращения ученых в госорганы ни к чему ни привели, передает корреспондент BaigeNews.kz.

Профессор Жумабай Бакенов, известен своими изобретениями в области долгосрочных аккумуляторов. Он считает, что одна из проблем которая существует в стране связанная с никелем, это отсуствие переработки этого ценного металла.

"У нас есть группа, которая работает над обогащением казахстанского никеля и получением никель-содержащих катодных материалов на его основе. В Казахстане добывается очень большое количество никеля, но, к сожалению, переработка сырья практически не производится. В сыром виде руда продается за рубеж. Это частная компания, на них ни государство, ни мы не можем оказать влияние, чтобы заставить их перерабатывать руду и делать более дорогой материал", - рассказал химик.

По его словам, ученые даже не могут получить образцы для своих исследований и вынуждены делать их сами.

"Мы разрабатываем технологии по переработке никеля и пытаемся получить образцы. К сожалению, очень тяжело получить образцы у этих компаний. Мы обращались через министерство цифрового развития, министерство индустрии и инфраструктурного развития в эти компании, но безуспешно. Поэтому мы симулируем эту руду, то есть компонуем из других материалов и делаем как бы руду, чтобы потом работать над ее переработкой. Конечно, было бы лучше, если бы мы могли работать с настоящей рудой. Далее эту руду мы обогащаем", - сказал эксперт.

Бакенов отметил, что ученые планируют создать технологию, по которой из казахстанской никель-содержащей руды можно получать никель-сульфат. Они даже нашли уже потенциальных покупателей этого вещества.

"Это все еще сырье, но оно стоит гораздо дороже, чем руда, которая сейчас продается на экспорт. В десятки раз дороже. Мы контактируем с компаниями в Корее, с учеными, которые владеют патентами на катодные материалы. У них есть свои стартапы, компании. Они хотели бы покупать из Казахстана именно никель-сульфат", - сообщил он.

Бакенов отметил, что некоторые казахстанские компании планируют начать производство никель-гидроксида. Однако, по его словам, для получения дальше катодных материалов в мире предпочитают работать с никель-сульфатом, а не никель-гидроксидом.

"Если иностранные компании будут закупать у нас никель-гидроксид, то им все равно необходимо будет получать из него никель-сульфат и только потом делать катодные материалы - это дополнительная операция. Поэтому им проще закупать сразу никель-сульфат из Китая. Но мы могли бы конкурировать, если бы мы подстроились под это. Для меня большая загадка, почему наш бизнес не хочет идти нам навстречу. Морока, наверно, или неуверенность в политической ситуации в Казахстане, что этот бизнес у них может быть отобран. Я думаю, необходимы какие-то долгосрочные планы, и правительство должно давить на это, заставлять их использовать более глубокую переработку", - добавил он.

Помимо этих разработок ученые университета проводят огромное количество исследований по разным направлениям, связанным, в частности, с выработкой и преобразованием энергии, зелеными технологиями и так далее. Сам Жумабай Бакенов стал известным благодаря своему изобретению долгосрочных батарей. Об этом проекте он тоже рассказал.

"По аккумуляторам у нас наибольший прогресс идет по литий-серным. У нас большая группа работает над этим направлением. Это аккумуляторы для электроники и электрического транспорта. Мы не занимаемся производством чего-либо, занимаемся только разработкой. Мы университетская лаборатория, у нас есть стартап-компания, но она тоже исследовательская. Для того, чтобы заниматься производством, нужны огромные деньги. К сожалению, в Казахстане такие деньги не выделяются на эти направления", - поведал ученый.

При этом он подчеркнул, что финансирование науки в нашей стране на достаточно хорошем уровне.

"У нас есть целый ряд финансируемых проектов по аккумуляторам. Одно из направлений – литий-серные аккумуляторы, о которых я упомянул ранее. Это аккумуляторы с наивысшей емкостью по количеству электричества, которое можно хранить на килограмм материала. Литий-серные аккумуляторы имеют теоретическую емкость в 10 раз больше, чем у любых других коммерческих аккумуляторов. Девайс может работать гораздо дольше. К примеру, сейчас вы телефон должны заряжать ежедневно, потому что емкости аккумулятора при постоянном использовании телефона хватает приблизительно на 15-20 часов работы прибора. Это нынешние коммерческие литий-ионные аккумуляторы", - отметил химик.

По словам Бакенова, телефон с литий-серным аккумулятором будет работать не в 10, а в пять-семь раз дольше, то есть около недели, так как тяжело достичь 100%-ной емкости при интенсивной работе аккумулятора.

"Такие аккумуляторы уже существуют. И мы можем изготовить такой аккумулятор для телефонов сейчас. Однако, кроме того, что вы будете его заряжать реже, необходимо чтобы он был безопасным и имел высокую циклируемость - работал хотя бы 500 циклов. Например, вы заряжаете телефон ежедневно, и замечаете, что через полгода вынуждены заряжать его чаще, а через год он работает без зарядки гораздо меньше времени. Необходимо создать батарею, которая будет работать 500-600 циклов хотя бы для таких маленьких устройств, то есть несколько лет", - сказал ученый.

Бакенов пояснил, что они не работают над аккумуляторами конкретно для телефонов.

"Мы разрабатываем материалы, которые в лабораторных образцах работают длительно. У нас есть образцы, которые в 5-6 раз больше по емкости существующих аккумуляторов и имеют несколько сот циклов. В циклируемости есть хороший прогресс. Но дальше необходимо решать проблемы с безопасностью таких аккумуляторов. В этих литий-серных аккумуляторах необходимо использовать металлический литий в качестве анода, который является опасным. При неправильном использовании могут возникнуть проблемы. Мы работаем над этим, создаем анод для таких аккумуляторов", - поделился он.

Что касается коммерциализации таких технологий, то это, по словам химика, достаточно долгий процесс.

"Если говорить об электрических автомобилях, они работают на литий-ионных аккумуляторах, которые были созданы в 1980-х годах, в основном. Есть сейчас более новая химия – это литий-железофосфат, но ей тоже уже порядка 20 лет. Производство литий-серных аккумуляторов для электромобилей может быть запущено только после того, как они будут апробированы на малых электронных устройствах (телефоны и другие гаджеты) в течение многих лет. Есть компании, которые объявили об этом, но до сих пор они не представлены на рынке так широко. Пока еще рано говорить о том, что они будут заменять классические аккумуляторы, которые используются на электромобилях сейчас", - отметил он.

По словам ученого, сейчас в мире наметилась тенденция, что современные автомобильные компании переходят на полностью твердотельные аккумуляторы - all solid state batteries вместо жидких или полимерных, которые используются обычно.

"Пару лет назад мы посещали с коллегой компанию BMW. У нас с ними был большой семинар в Германии, Штутгарте. Мы рассказывали о наших разработках, в том числе о том, что занимаемся all solid state batteries. И эта тема наиболее интересная сейчас для автомобильных компаний. Они хотят переходить на твердотельные аккумуляторы – потому что это безопасность, компактность, большая емкость и долгий срок службы. Много преимуществ по сравнению с нынешними полимерными литий-ионными аккумуляторами", - рассказал наш собеседник.

Бакенов добавил, что группа ученых в Назарбаев университете сейчас активно работает в этом направлении.

"Мы делаем твердотельные аккумуляторы с использованием твердотельных электролитов, керамических электролитов. Это одно из горячих направлений. Эти аккумуляторы в течение нескольких лет будут заменять аккумуляторы во всех электронных устройствах и особенно электромобилях. Потому что они более безопасные. Чем больше аккумулятор литий-ионный, тем он опаснее. Вы наверно слышали много случаев возгорания, взрывов. Литий-ионная батарея – это бомба такая, если ее неправильно использовать, она взорвется. Твердотельные аккумуляторы служат дольше и они безопаснее", - сказал он.

Ученый сообщил, что в университете разрабатывают также технологии переработки и повторного использования литий-ионных аккумуляторов. Это очень востребованное направление в мире.

"Несмотря на то, что рынок литиевых батарей в Казахстане небольшой, они очень широко используются у нас в нефтянке, при добыче нефти и газа, на железной дороге, в электронных устройствах. И все это необходимо утилизировать. Во-первых, литий-ионные аккумуляторы они очень опасные, в них находятся горючие электролиты, которые, если вы просто их закопаете, могут взорваться. Кроме этого, они содержат большое количество токсичных материалов. Закапывать ядовитые вещества нельзя. Необходимо все это перерабатывать", - сказал он.

Интересно, что эти исследования имеют не только большую социальную значимость, но и могут принести неплохую прибыль.

"Сейчас стоимость этих материалов, которые входят в литий-ионные аккумуляторы, очень сильно возросла. Раньше это было нерентабельно – извлекать эти материалы. Дешевле было покупать новые. Сейчас - наоборот. То есть это безопасность, экологичность и экономическая целесообразность. Поэтому во всем мире в этом направлении работает много групп ученых. И мы не исключение. Моя коллега доктор Арайлым Нурпеисова руководит этим процессом", - добавил профессор.

Если углубляться дальше, наши ученые ищут способы, чтобы наиболее экологично проводить процессы переработки литий-ионных аккумуляторов.

"У нас есть финансируемые проекты по этим технологиям. Мы работаем над извлечением компонентов из использованных аккумуляторов на основе лития – вытаскиваем тяжелые токсичные металлы (кобальт, никель, литий). Это все необходимо делать экологично. Существующие технологии предполагают их механическое раздробление, при котором происходит короткое замыкание, возгорание. Потом все растворяется в концентрированной кислоте, потом из всей этой каши экстрагируются эти ценные компоненты. Мы тоже работаем так, но также разрабатываем и более экологичные технологии - пытаемся избавиться от этих опасных и токсичных операций. Это еще одно важное направление, которым мы занимаемся", - отметил химик.

Кроме того, по словам Бакенова, наши ученые университета разрабатывают аккумуляторы для так называемых носимых приложений, то есть гибкие аккумуляторы, которые применяются в медицине, например. Эту отдельную большую тему мы решили обсудить в следующем интервью с его коллегами.

"По всем этим направлениям, которые я перечислил, у нас есть финансируемые проекты. Также у нас есть проекты, которые финансируются Назарбаев университетом. И мы разрабатывали проекты для программ коммерциализации. Однако объем финансирования в таких программах недостаточен для аккумуляторных технологий. У нас выделяется по программам фонда науки сейчас 600 млн тенге на проект – это меньше 1,5 млн долларов. Это очень мало для таких проектов. Мы два раза выигрывали такой грант, его не хватает на коммерциализацию разработок", - отметил наш собеседник.

Ученый отметил, что в Китае его коллеги на коммерциализацию тех же технологий получают грант в размере 15 миллионов долларов. Этого хватает, чтобы запустить производство. Интересно, что это бывшие PHD-студенты Жумабая Бакенова, которых он обучал во время работы за рубежом. Они вместе разрабатывали эти технологии. Сейчас они профессора, это этнические китайцы.

После интересной беседы с профессором возникает два чувства: гордость и обида за отечественную науку. Несмотря на то, что президент Казахстана неоднократно давал поручения по поддержке отечественных ученых и даже создал национальный совет по науке и технологиям, многие вопросы также буксуют, не находя своего решения.