Полина Морозова: Внутри батареек – жидкий электролит... Если мы выбрасываем батарейку, со временем он вытекает и загрязняет почву

Оксана Галькевич: В студии у нас сегодня, я представлю нашего гостя, Полина Морозова – основатель стартапа Сколтеха «К-Плюс». Здравствуйте, Полина!

Полина Морозова: Здравствуйте!

Оксана Галькевич: Вы знаете, уважаемые зрители, пока мы смотрели этот опрос, у нас тут с Полиной завязался такой небольшой разговор, и я узнала, что оказывается первой батарейке, сколько вы сказали уже?

Полина Морозова: Несколько тысяч лет.

Оксана Галькевич: Вы знали вообще, друзья? Несколько тысяч лет – это как? Что за батарейки-то?

Полина Морозова: Проводили раскопки. Первая вообще батарейка – это элемент электрохимический. То есть энергия химической связи, какой-то химической реакции, перерабатывается в электричество. Собственно, это и есть по смыслу батарейка.

Оксана Галькевич: Вспоминаем школьную программу, уважаемые зрители. Не все у нас имеют вот такое специальное образование, как наш гость сегодня.

Полина Морозова: Ну а так как мы знаем, что древние ученые они и начали открывать таблицу Менделеева, очень давно начали очищать сложные соединения там в чистые: ртуть, например, выделяли и так далее, то, конечно же, первые вот такие эксперименты, им тоже уже очень много лет, по вот таким некоторым элементам питания.

И вот нашли в раскопках такую глиняную посуду, внутри которой были остатки цинкового стержня. Остальное, конечно же, не сохранилось. Но вот считается, что это первый такой вот электрохимический элемент.

Оксана Галькевич: Интересно, а для чего они эту энергию использовали-то? В каких целях?

Полина Морозова: Ну, история умалчивает. Возможно, пытались... Вот знаете, на уроках биологии очень часто, по крайней мере, раньше, могли препарировать там лягушечек или червячков, чтобы нервные импульсы задействовать в теле этого существа. Вот, может быть на это. Но история умалчивает. К сожалению, мы можем только предполагать. Но, тем не менее, вот такие уже известны случаи.

Оксана Галькевич: История вообще загадочная штука на самом деле. Она много, о чем умалчивает. И много чего такого не договаривает. А вот срок службы первых батареек – он каким был? Вот мы сейчас не так глубоко, наверное, не несколько тысяч лет назад, а вот там сто с небольшим там, до ста лет. Ведь XIX (конец XIX века) первые батарейки появились.

Полина Морозова: Ну, первые, даже можно сказать, источники питания появились в самом начале XIX века – там в 1800 бородатых каких-то годах.

Оксана Галькевич: Вот хорошее! Я возьму на вооружение: 1800 бородатых! Так.

Полина Морозова: Вот. И это были вот первые такие возможности исследования передачи каких-то первых данных или выработки электричества. Вот самый известный пример – это Тесла. Это конец уже, насколько я помню, XIX века.

У Тесла вообще была куча идей: и первые лампочки, и, в общем, даже первые свинцовые аккумуляторы для электромобилей. Потому что вообще-то первыми автомобили были не только на двигателях внутреннего сгорания, но даже электромобили были уже вот больше ста лет назад. Просто хороших энергоемких аккумуляторов тогда не было, а на свинцовых далеко не уедешь.

Оксана Галькевич: Вот так вот! Как тебе такое, Илон Маск? Первый-то автомобиль был вот так вот – в 1800 бородатых когда-то.

Полина Морозова: Да. Вам очень понравилось это выражение!

Оксана Галькевич: Да.

Полина Морозова: И, соответственно, вот Тесла и его наработки, они легли вот в такую очень большую науку, как электрохимия. И затем уже на базе вот этих научных исследований появились первые, ну батарейки фактически.

Оксана Галькевич: Но ведь неспроста, смотрите, все-таки двигатели потом перешли на другое топливо. Стало быть, были какие-то проблемы: либо недолговечность, либо громоздкость, либо, я не знаю, сложности с утилизацией. Почему?

Полина Морозова: В первую очередь, это, конечно же, энергоемкость. Первые батарейки были очень слабенькие. То есть сейчас мы можем засунуть батарейку в пульт, и он проработает ну, у некоторых, кто не особо часто смотрит телевизор, десятки лет может работать этот пульт. Ну да, может 8-10 там, кто не часто переключает каналы.

А так, конечно же, это маленькие батарейки. А крупные – они работают еще меньше по времени. Соответственно вот недолговечность – это такой бич. И конечно, ну то, что энергоемкость таких батареек очень маленькая была.

Оксана Галькевич: Батарейки, они ведь разные бывают: есть солевые, угольные, щелочные. Еще какие-то вот самые массовые. Были даже ртутные. Но они очень вредные, я так понимаю, да? Их сейчас не производят.

Полина Морозова: Ну конечно! Хотя ртутные достаточно энергоемкие. То есть одна батарейка ртутная может довольно долго работать, долго поддерживать работоспособность устройства. Но самые массовые сейчас – это, конечно же, щелочные. Потому что технология отработана. Достаточно дешевая.

Щелочная батарейка фактически состоит из такого цилиндрического корпуса, ну стального, из специальной стали, внутрь которой помещен специальное вещество, называется диоксид марганца. И это все отделено (это катод), отделено бумажным сепаратором, то есть разделителем от анодного материала. Это уже непосредственно цинк. Ну, вот такая паста цинковая. И все это дальше запаяно.

И вот на энергии электро-, ну вот на реакции окисления цинка эта батарейка работает. Но это самое, наверное, одно из, можно сказать, простейших дешевых и массовых элементов, которые сейчас в принципе представлены на рынке.

Оксана Галькевич: Но наука ведь не успокаивается? Вот вы и ваши коллеги – вам недостаточно того, что есть уже какие-то элементарные, проверенные химические реакции, которые, в принципе, нормально работают. Достаточно, чтоб пульт там как-то телевизор включал. Еще что-то.

Вы ведь ищете все новые и новые способы? Сейчас в ходу какой очень так достаточно распространенный вариант химической реакции?

Полина Морозова: Самый, конечно, массовый и давший толчок к развитию наших технологий – это, конечно, литий-ионные аккумуляторы. Да и конечно, потому что наука не стоит на месте и благодаря тому, что используют литий-ионные. Но они перезаряжаемые. То есть здесь нужно различать батарейки и аккумуляторы. Потому что...

Оксана Галькевич: Батарейные аккумуляторы или аккумуляторные батареи. Вот, вот так вот...

Полина Морозова: Вот. Да. Называют аккумуляторные батареи и просто батарейки. Потому что простые батарейки – это одноразовое мероприятие. То есть она исчерпывает вот этот свой ресурс, когда весь цинк полностью расходуется. Как я уже сказала, да, он окисляется внутри этой батарейки. И все, она не подлежит восстановлению – вернуть в исходное состояние уже нельзя.

И тут на смену приходят перезаряжаемые батарейки, либо аккумуляторные батарейки их еще называют. Когда мы можем условно, ну практически бесконечно, можно сказать, заряжать их. Потом, используя, мы их разряжаем и потом опять заряжаем, опять используем и в общем, так до нескольких тысяч циклов.

Оксана Галькевич: Но все-таки циклов. Все-таки циклы эти конечны.

Полина Морозова: Ну конечно. Потому что ну, тысяча лет и тысяча циклов, да, тут есть некоторые. Поэтому я говорю: почти бесконечно – то, что, конечно, есть ресурс у каждого такого аккумулятора, но он достаточно большой. И, конечно, сейчас очень много усилий в научном сообществе брошено на то, чтобы увеличить вот это вот количество циклов.

Хотя с экономической точки зрения, конечно, чем чаще покупают, тем лучше. Но все ж таки иногда маркетинг проигрывает в...

Оксана Галькевич: Но с другой стороны, ведь у этого тоже есть и цена, так скажем, экологическая? Чаще покупают, больше покупают, соответственно нужно... Либо больше попадает все-таки в мусор. Не все ведь перерабатывается. Мы понимаем, что не 100% купленных батарей попадает в переработку. Это наносит вред природе. Плюс воздействие, в том числе на человека.

Полина Морозова: Не, ну конечно. Потому что большинство и батареек, и аккумуляторов – внутри них жидкий электролит. И обеспечить герметичность такого устройства на всем протяжении невозможно.

То есть со временем, если мы выбрасываем батарейку, она там как-то развалиться может. Или аккумулятор. Из него начинает все это вытекать. Конечно, это загрязняет почву. Потому что эти электролиты, вот эта жидкость внутри – это не самая полезная вещь. Для природы особенно.

Оксана Галькевич: Полина, а вот я хотела вас спросить. Вы занимаетесь разработкой новых электродных материалов для металл-ионных аккумуляторов, а также вот масштабируете эту историю и занимаетесь калий-ионными аккумуляторами. Калий-ионные – это что-то совсем другое. Это не литий-ионные. Литий, кстати, в последнее время очень подорожал. Может, вы в связи с этим взялись за калий?

Полина Морозова: Абсолютно так. То есть в нашей лаборатории, а затем, которая частично перетекла в создание компании технологической, инновационной, я бы даже сказала, мы занимаемся как раз созданием следующего поколения аккумуляторов. Это называется «постлитиевые». То есть, если вспомнить таблицу Менделеева, да, у нас есть щелочные металлы...

Оксана Галькевич: Мы сегодня уже столько вспомнили... У нас содержательная беседа для утра субботы. Так. Вспоминаем.

Полина Морозова: Да. Начинается от лития. Затем идет натрий и затем калий. Это из таких самых доступных, то есть натриевые и калиевые соли – они валяются буквально у нас под ногами. Вот сейчас, выйдя на улицу, вот эта белая соль, что посыпают – это как раз-таки вот эти соли: калиевые и натриевые. То есть да, фактически «выбрасываем это на воздух».

И моя команда, мы занимаемся как раз разработкой постлитиевых. То есть чтобы они были намного более дешевые, чтобы мы не зависели от поставок лития. Потому что калиевых месторождений – они есть везде: в России, в Беларуси.

Оксана Галькевич: Так это еще и импортозамещение! Точно, да.

Полина Морозова: Конечно, конечно.

Оксана Галькевич: А лития в России не очень много, да?

Полина Морозова: Его вообще в России нет.

Оксана Галькевич: Вообще нет.

Полина Морозова: А основной источник лития находится в Латинской Америке – в Боливии. Это озера солевые литиевые. Небольшое месторождение есть в Китае, но они его не продают, они только на свой собственный рынок это разрабатывают.

Оксана Галькевич: Вот так вот.

Полина Морозова: Поэтому мы полностью в смысле лития зависим от наших международных коллег.

Оксана Галькевич: От боливийских партнеров. Назовем их так.

Полина Морозова: Ну да.

Оксана Галькевич: Так. Интересно! Ну а действительно, а литий ведь сейчас очень широко используется, да? Батареи для там, я не знаю, электросамокаты. Что там у нас еще?

Полина Морозова: Электромобили даже!

Оксана Галькевич: Электромобили. Там, где-то до 50% составляет стоимость автомобиля, как раз стоимость вот этой вот батарейки.

Полина Морозова: Абсолютно точно. Даже вот, например, в Москве есть электробусы. И треть цены одного электробуса, а это почти 10 млн руб., – это как раз-таки литий-ионный аккумулятор, который стоит на крыше у электробуса.

Оксана Галькевич: А насколько мы близки к тому, чтобы эти литий-ионные батареи заменить на калий-ионные или калий какие-то там батареи?

Полина Морозова: Калий-ионные, да.

Оксана Галькевич: Калий-ионные. Так.

Полина Морозова: Технология похожа. Они работают практически так же. Только вот сами материалы внутри батареи – они калиевые, а не литиевые. Ну, у нас есть прототипы, ячейки. Мы их сейчас как раз масштабируем, чтобы уже можно было прийти, дать: «Вот возьмите, попробуйте. И установите в свои погрузчики, например. Или электробусы».

Оксана Галькевич: У нас эфир интерактивный. Мы принимаем звонки наших зрителей. В том числе у нас сейчас Галина из Петербурга на связи. Галина, здравствуйте! Слушаем вас.

Зритель: Здравствуйте. Будьте любезны, расскажите. Если, например, люди, живем мы на даче в Ленинградской области, куда девать эти батарейки? Мы складываем в одну коробку, а куда деть их, мы не знаем.

Оксана Галькевич: Складываем. Ну, куда-то отвозить, видимо. Спасибо большое!

И вот, кстати, вы знаете, у нас на связи сейчас должен быть специалист из Челябинска. Хотим обсудить вопрос переработки. Владислав Борисович Баранов, технический директор ГК «Мегаполисресурс». Здравствуйте!

Владислав Баранов: Здравствуйте!

Оксана Галькевич: Скажите, пожалуйста, вот по поводу переработки. Меняется технология какая-то? Одни батарейки отличаются от других. Мы только что с Полиной это обсуждали в прямом эфире. Под переработку ведь нужно менять полностью весь технологический цикл таких производств, как у вас? Верно?

Владислав Баранов: Конечно. Конечно. Все меняется. Мы стараемся тоже идти в ногу со временем, соответственно, подстраиваться под то сырье, которое сейчас актуально.

Оксана Галькевич: Но это не быстрая на самом деле и дорогостоящая, может быть. история для вас?

Владислав Баранов: Ну конечно, это не быстро. Но, тем не менее.

Оксана Галькевич: Вот я хотела как раз Полину тоже подключить к этому разговору. Вы слышите друг друга тоже. И можете общаться, задавать вопросы. Полина, а вы, занимаясь разработкой новых энергоносителей, вот таких вот батарей, аккумуляторных батарей, вы продумываете возможности переработки?

Полина Морозова: У нас внутри батареи нетоксичные элементы. Это, кстати, еще один плюс. Единственное, что похоже на литий-ион, это марганец. И, конечно же, вместе с коллегами мы можем продумать вопрос, как это можно переработать. Но, опять же, насколько знаю технологию переработки, у нас все достаточно похоже. Правильно я говорю, коллега Владислав?

Владислав Баранов: Да. Наверное.

Полина Морозова: То есть вы растворяете...

Владислав Баранов: Я не вижу ничего страшного в калии.

Полина Морозова: Да.

Владислав Баранов: То есть не вижу сложностей каких-то с этим.

Оксана Галькевич: Скажите, пожалуйста, Владислав Борисович, а загрузка вашего предприятия – она какая? Сколько, так скажем, материала вы готовы перерабатывать? Сколько в год у вас? Вот как у вас там: в каких объемах, в каких цифрах? Объясните нам.

Владислав Баранов: До 2019 года объемы у нас удваивались. А вот с 2019-го несмотря на то, что мы увеличиваем количество точек сбора, ну уже такого прироста нет. И единственно интересно было показательно: в «ковидное время. То есть в те два года прирост был небольшой, и поехали к нам батарейки 1980-го года даже. То есть ощущение, как будто у людей появилось время, и они начали просто вот прибираться в гаражах и на антресолях.

А так в среднем это 700 тонн в год. Ну сложно представить, что это такое. Ну представьте, попробуйте 25 миллионов штук. Соответственно, это 25 миллионов раз люди проголосовали за экологию в нашей стране.

Оксана Галькевич: Но это хорошо. Неплохой показатель. Вот вы знаете, нам многие пишут зрители, что кто-то собирает их дома. Кто-то относит в ближайший пункт сбора. Их действительно становится все больше и больше.

А вот если вот так посмотреть, сколько у нас в принципе в стране за год продается батареек и сколько в итоге перерабатывается?

Владислав Баранов: На самом деле сложный вопрос, потому что тут нужно определиться с методикой. Как говорила коллега в студии: в батарейке 30% воды. Так вот, считать эту воду или не считать эту воду? Вы же понимаете, это вода. А на самом деле все металлы из батарейки, они, конечно же, используются. Какой смысл их выбрасывать, если это все нужное и все используется.

Оксана Галькевич: А куда дальше? Каким образом используются вот эти металлы, извлеченные из переработанных батареек?

Владислав Баранов: Ну, это в разные отрасли идет: то есть та же оболочка идет металлургам, тот же марганец. Цинк, он тоже идет по направлениям цинка. Это у нас с вами те же красители. Марганец с удовольствием используют «кирпичники» наши для окрашивания кирпича в шоколадный цвет. Поэтому в отрасли очень даже распространенные.

Оксана Галькевич: «Кирпичники» какие у нас молодцы! Заботятся об эстетике кирпича. Я об этом никогда не думала!

Владислав Баранов: Да.

Оксана Галькевич: Владислав Борисович, скажите, а вот те металлы, которые извлекаются из перерабатываемых батареек, они отличаются, например, от тех металлов, которые ну, на месторождении извлекаются?

Владислав Баранов: Ну конечно же, отличаются. У них «карма» другая.

Оксана Галькевич: А! Карма. Только в этом смысле?

Владислав Баранов: Нет. Ну, есть небольшие отличия. Например, если мы говорим про цинк из месторождений, то он очень тесно соседствует с кадмием. То есть наши заводы, они заботятся о переочистке, чтоб кадмий никуда не попадал.

Мы же в батарейках получаем уже цинк, соответственно, без кадмия. То есть там каких-то примесей не может быть, потому что люди постарались. Но у нас он соседствует с марганцем, соответственно, будет небольшая доля марганца. Поэтому да, отпечаток своего рода есть, что это цинк из батареек.

Оксана Галькевич: Скажите, а как вы находите вот партнеров, которые помогают расширять эту сеть пунктов сбора? И вообще, кто кого находит? Кто на кого влияет? Как это происходит?

Владислав Баранов: На самом деле это обоюдно. То есть и мы ищем, и нас ищут. Сразу хочу поблагодарить всех наших партнеров: это ретейлеры федерального значения, это магазины...

Оксана Галькевич: Ну, местные какие-то тоже сети ставят.

Владислав Баранов: Ну, местные, конечно же. Это банкиры наши помогают нам. Органы самоуправления. То есть ставят контейнеры. Очень много. То есть у нас более трех тысяч точек сбора уже и более ста партнеров.

Оксана Галькевич: Понятно. Спасибо большое! Вы знаете, мне очень понравился ваш разговор с нашей гостьей в студии, когда вы вот так вот легко и беззаботно обсуждали химические реакции, какие-то химические элементы. У вас все сотрудники на вашем специальном предприятии вот так вот глубоко посвящены в химический процесс и в реакции? Помнят наизусть таблицу Менделеева.

Владислав Баранов: Ну да, конечно же, у нас достаточно глубоко все посвящены. И причем не только лаборатории. И аппаратчики на местах очень много понимают в химических процессах. И за это им тоже большое спасибо. За то, что все это им важно.

Оксана Галькевич: Владислав Борисович, спасибо вам большое! Давайте вот просто вашими устами пусть прозвучит обращение к нашим зрителям: призовите людей сдавать батарейки. Не выбрасывать ни в коем случае их на улицу, в лесу, где-то еще.

Владислав Баранов: Сдавайте батарейки, несите их в наши пункты. Они практически во всех сетевых магазинах есть. Спасаем ежиков! Дружно вместе. Ничего сложного в этом нет, поэтому просто приносите.

Оксана Галькевич: Спасибо вам большое еще раз! На связи с нами был Владислав Борисович Баранов, технический директор ГК «Мегаполисресурс» из Челябинска.

Друзья, спасаем ежиков! Я же говорила, так это, собственно говоря, и называется. Ничего в этом действительно сложного нет. Зато сколько пользы! И, собственно, сохраняем здоровье не только ежиков, но и свое собственное.

Полина, а вот есть еще такая технология – графеновые аккумуляторы. Сейчас о них тоже много в научной среде говорят. Как вы к этому относитесь, к этой технологии?

Полина Морозова: Смешанно.

Оксана Галькевич: Смешанные чувства?

Полина Морозова: Да. Ну, то есть смотрите...

Оксана Галькевич: Нобелевский лауреат, я так понимаю, там занимался в том числе этим процессом.

Полина Морозова: Да. 2008-го года, если мне не изменяет память, получили Нобелевскую премию за открытие графена. Но смотрите, дело в том, что графен – это фактически графит, на который как-то химически повлияли. То есть графеновый аккумулятор – нужно понимать, что это только одна часть аккумулятора.

В любом аккумуляторе, так как это электрохимическая система, там есть анод и катод. И в данном случае графен может быть только на одной стороне – чаще всего это анодная сторона. А катод, он все ж таки, скорее всего, останется тем же литиевым материалом каким-то. То есть это просто может быть более улучшенная версия существующих литий-ионных аккумуляторов. Наверно, вот в таком ключе.

Пока что они не выпущены на массовый рынок, но ожидания достаточно высокие. Может быть, по энергоемкости они будут даже получше, чем нынешние аккумуляторы. Ну, то есть условно: часы можно будет дольше носить без подзарядки.

Оксана Галькевич: «Какие мы стали ленивые! – думаешь в такие моменты. – Надо же! Вот часы там не подзавести в какой-то момент».

У нас звонок из Москвы. Тимур с нами на связи. Тимур, здравствуйте!

Зритель: Здравствуйте!

Оксана Галькевич: Слушаем вас.

Зритель: Я хотел спросить: может ли небольшое предприятие производственное начать выпуск вот этих калий-натриевых аккумуляторов?

Оксана Галькевич: Угу. Калий... Партнера мы вам нашли, я так понимаю ... в нашей передаче.

Полина Морозова: Отлично! Мы как раз ищем.

Оксана Галькевич: Так. Может ли небольшое предприятие?

Полина Морозова: Конечно, может. Потому что для нашей, как я уже говорила: наши технологии похожи на литий-ионную. То есть все то, что, ну где можно производить литий-ионные аккумуляторы, мы точно также можем использовать для производства калий-ионных аккумуляторов. Поэтому однозначный ответ – «да». И мы как раз ищем сейчас партнеров для мелкосерийного производства там в несколько тысяч штук. Так что – да.

Оксана Галькевич: Слушайте, но это ведь опять означает, что нужно менять вот весь вот этот цикл, да? Сейчас все вот эти телефоны производства, электросамокатов, еще чего-то, заточены под определенны тип батарей и аккумуляторных батарей. Нет? Вот легко вот так одну на другую поменять?

Полина Морозова: Смотрите: калий-ионные аккумуляторы ни в коем случае не смогут заметить литий-ион в мобильных телефонах. Потому что сейчас, на данном этапе развития науки и техники, литий-ионные аккумуляторы самые лучшие в плане запасания энергии. Они могут... Маленький аккумулятор может запасти очень много энергии.

И на данном этапе сейчас литий-ион заместить полностью в этом смысле нельзя. Но зато калий-ион более чем в два раза дешевле, и его можно использовать для стационарных применений. То есть, например, все знают, что электричество, например, в той же Москве трехтарифное имеет разную стоимость.

В пиковую нагрузку – это утром и вечером, когда все уходят на работу и приходят с работы, дома разогревают ужин – электричество стоит около восьми рублей за киловатт/час. А в ночное время, когда пика нет, оно стоит два рубля киловатт/час.

И вот наши аккумуляторы могут использоваться в такой вот так называемый Smart Grid – это такое сейчас есть очень распространенный концепт, который, я надеюсь, в итоге поселится в наших городах: когда ночью аккумуляторы запасают энергию, а в пиковую нагрузку ее отдают, снижая стоимость с восьми рублей, например, до пяти.

Оксана Галькевич: Понимаете, переходишь на человеческий язык и сразу все понятно. Друзья, я надеюсь, вы обратили внимание, как активно я сегодня кивала, поддакивая Полине? Как будто я все прекрасно понимаю, помню наизусть таблицу Менделеева.

Спасибо большое! Очень интересно. Давайте подведем итоги нашего опроса. Мы спрашивали людей по поводу батареек: насколько они активны в сборе и в переработке. В этих вопросах. 40% говорят, что они в этом не участвуют и, наверное, даже и не хотят этим заниматься. Но все-таки 60% – «да». Мне кажется, это неплохой показатель.

Полина Морозова: Это здорово! Надеюсь, что когда-нибудь будет за 90%.

Оксана Галькевич: Спасибо! Полина Морозова, основатель стартапа Сколтеха «К-Плюс» была у нас сегодня с интересным разговором в нашей утренней студии. Друзья! А я благодарю и вас. И прощаюсь до завтра. В воскресенье в это же время снова увидимся