ISSN 1608-4039 (Print)
ISSN 1680-9505 (Online)

Для цитирования:

Кулова Т. Л., Скундин А. М. ПРОГНОЗ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРМАНИЯ В ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРАХ // Электрохимическая энергетика. 2025. Т. 25, вып. 1. С. 3-9. DOI: 10.18500/1608-4039-2025-25-1-3-9, EDN: HXITXI

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 40)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
544.6:621.355
DOI: 
10.18500/1608-4039-2025-25-1-3-9
EDN: 
HXITXI

ПРОГНОЗ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРМАНИЯ В ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРАХ

Авторы: 
Кулова Татьяна Львовна, Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
Скундин Александр Мордухаевич, Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН
Аннотация: 

Германий является привлекательным элементом для анодов литий-ионных аккумуляторов. В настоящей статье рассматривается вопрос о его сырьевой доступности для аккумуляторной отрасли, в частности, применительно к России.

Ключевые слова: 
Германий
литий-ионные аккумуляторы
распространённость германия
сырьевая доступность
Благодарности: 
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ по теме «Физикохимия и технология материалов электрохимической и биоэнергетики (FFZS-2022-0016)», регистрационный номер: 1021062110793-3-1.4.5;1.4.3.
Список источников: 
  1. Кулова Т. Л., Скундин А. М. Проблемы развития литий-ионных аккумуляторов в мире и в России // Электрохимическая энергетика. 2023. Т. 23, № 3. С. 111–120. https://doi.org/10.18500/1608-4039-2023-23-3-111-120
  2. Grey C. P., Hall D. S. Prospects for lithium-ion batteries and beyond–a 2030 vision // Nat. Commun. 2020. Vol. 11. P. 6279–6282. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19991-4
  3. Кулова Т. Л., Скундин А. М. Применение германия в литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторах // Электрохимия. 2021. Т. 57, № 12. С. 709−742. https://doi.org/10.31857/S0424857021110050
  4. Liu Y., Zhang S., Zhu T. Germanium-Based Electrode Materials for Lithium-Ion Batteries // ChemElectroChem. 2014. Vol. 1, iss. 4. P. 706–713. https://doi.org/10.1002/celc.201300195
  5. Tian H., Xin F., Wang X., He W., Han W. High capacity group-IV elements (Si, Ge, Sn) based anodes for Lithium-ion Batteries // J. Materiomics. 2015. Vol. 1, iss. 3. P. 153–174. https://doi.org/10.1016/j.jmat.2015.06.002
  6. Wu S., Han C., Iocozzia J., Lu M., Ge R., Xu R., Lin Z. Germanium-Based Nanomaterials for Rechargeable Batteries // Angew. Chem. Int. Ed. 2016. Vol. 55, iss. 28. P. 7898–7923. https://doi.org/10.1002/anie.201509651
  7. Hu Z., Zhang S., Zhang C., Cui G. High performance germanium-based anode materials // Coord. Chem. Rev. 2016. Vol. 326. P. 34–85. http://dx.doi.org/10.1016/j.ccr.2016.08.002
  8. Hao J., Wang Y., Guo Q., Zhao J., Li Y. Structural Strategies for Germanium-Based Anode Materials to Enhance Lithium Storage // Particle & Particle Systems Characterization. 2019. Vol. 36, iss. 9. Article number 1900248. https://doi.org/10.1002/ppsc.201900248
  9. Liu X., Wu X.-Y., Chang B., Wang K.-X. Recent progress on germanium-based anodes for lithium ion batteries: Efficient lithiation strategies and mechanisms // Energy Storage Mater. 2020. Vol. 30. P. 146– 169. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2020.05.010
  10. Loaiza L. C., Monconduit L., Seznec V. Si and Ge-Based Anode Materials for Li-, Na-, and K-Ion Batteries: A Perspective from Structure to Electrochemical Mechanism // Small. 2020. Vol. 16, iss. 5. Article number 1905260. https://doi.org/10.1002/smll.201905260
  11. Большая Российская энциклопедия : в 30 т. М. : БРЭ, 2006. Т. 6. С. 684–685.
  12. Виноградов А. П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия. 1962. Т. 7. С. 555–571.
  13. Taylor S. R. Abundance of chemical elements in the continental crust: A new table // Geochim. Cosmochim. Acta. 1964. Vol. 28, iss. 8. P. 1273–1285. https://doi.org/10.1016/0016-7037(64)90129-2
  14. Adams J. H. Germanium and Germanium Compounds // ASM Handbook : in 10 vols. Vol. 2. Properties and Selection: Nonferrous Alloys and SpecialPurpose Materials. Detroit, Michigan, USA : ASM International, 1990. P. 733–738. https://doi.org/10.31399/asm.hb.v02.a0001090
  15. Arroyo F., Fernández-Pereira C. Hydrometallurgical Recovery of Germanium from Coal Gasification Fly Ash. Solvent Extraction Method // Ind. Eng. Chem. Res. 2008. Vol. 47, iss. 9. P. 3186–3191. https://doi.org/10.1021/ie7016948
  16. Tao J., Tao Z., Zhihong L. Review on resources and recycling of germanium, with special focus on characteristics, mechanism and challenges of solvent extraction // J. Cleaner Prod. 2021. Vol. 294. Article number 126217. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126217
  17. Höll R., Kling M., Schroll E.Metallogenesis of germanium–A review // Ore Geol. Rev. 2007. Vol. 30, iss. 3-4. P. 145–180. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2005.07.034
  18. Goldschmidt V. M. Geochemische Verteilungsgesetze der Element. IX Die Mengenverhältnisse der Elemente und der Atom-Arten // Skrifter Norske Videnskaps-akademi i Oslo, I. Matematisknaturvidenskapelig Klasse. 1937. Bd. C1, H. 4. Utg. for Fridtjof Nansens fond 1938. 148 S.
  19. Виноградов А. П. Закономерности распределения химических элементов в земной коре // Геохимия. 1956. Вып. 1. С. 6–52.
  20. Moskalyk R. R. Review of germanium processing worldwide // Miner. Eng. 2004. Vol. 17, iss. 3. P. 393–402. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2003.11.014
  21. Nguyen T. H., Lee M. S. A Review on Germanium Resources and its Extraction by Hydrometallurgical Method // Miner. Process. Extr. Metall. Rev., 2021. Vol. 42, iss. 6. P. 406–426. https://doi.org/10.1080/08827508.2020.1756795
  22. Encyclopedia of Earth Sciences : in 2 vols. / ed. E. J. Dasch. New York : Macmillan Reference USA, 1996. Vol. 1. 563 p.
  23. Frenzel M., Ketris M. P., Gutzmer J. On the geological availability of germanium // Miner. Depos. 2014. Vol. 49, iss. 4. P. 471–486. https://doi.org/10.1007/s00126-013-0506-z
  24. Patel M., Karamalidis A. K. Germanium: A review of its US demand, uses, resources, chemistry, and separation technologies // Sep. Purif. Technol. 2021. Vol. 275. Article number 118981. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.118981
  25. Dai S., Finkelman R. B. Coal as a promising source of critical elements: Progress and future prospects // Int. J. Coal Geol. 2018. Vol. 186. P. 155– 164. https://doi.org/10.1016/j.coal.2017.06.005
  26. Arroyo F., Font O., Chimenos J. M., Fernández-Pereira C., Querol X., Coca P. IGCC fly ash valorisation. Optimisation of Ge and Ga recovery for an industrial application // Fuel Process Technol. 2014. Vol. 124. P. 222–227. http://dx.doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.03.004
  27. Вялов В. И., Олейникова Г. А., Наставкин А. В. Особенности распределения германия в углях Павловского месторождения // Химия твёрдого топлива. 2020. № 3. С. 42–49. https://doi.org/10.31857/S0023117720030111
  28. Arbuzov S. I., Chekryzhov I. Yu., Spears D. A., Ilenok S. S., Soktoev B. R., Popov N. Yu. Geology, geochemistry, mineralogy and genesis of the Spetsugli high-germanium coal deposit in the Pavlovsk coalfield, Russian Far East // Ore Geol. Rev. 2021. Vol. 139. Article number 104537. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2021.104537
Поступила в редакцию: 
21.06.2024
Принята к публикации: 
20.01.2025
Опубликована: 
28.02.2025