Томский ИХТЦ: электролит для суперконденсаторов и масштабирование химических производств

Электролитная установка и производственная кооперация

В Томске 23.05.2025 запустили установку для производства органических электролитов для суперконденсаторов. Разработка Инжинирингового химико-технологического центра при Томском государственном университете связана с проектом компании «Элеконд» в Удмуртии. Алексей Князев, директор ИХТЦ и исполняющий обязанности декана химического факультета ТГУ, обозначил распределение работ: в Томске получают электролиты, в Тамбове — углеродное покрытие и мембраны, а сборка устройств предусмотрена у «Элеконда». Проект поддерживает Фонд перспективных исследований. Руководитель проекта Илья Мазов оценивал продолжительность производственного цикла примерно в сутки. Годовой ориентир составлял около полутора тонн соли — компонента электролита. Это плановая мощность, а не объем уже выпущенной продукции. Производственный запуск в Томске состоялся на площадке ИХТЦ.

Князев сообщил о переговорах с промышленными партнерами, заинтересованными в закупке электролитов. Руководитель проекта «Контур» ФПИ Сергей Кравченко выделил охват цепочки от материалов до готового устройства. По словам младшего научного сотрудника Кирилла Новолокова, технологию разрабатывала команда из десяти студентов химического факультета ТГУ. Он связывал сокращенное число стадий с экономией времени и ресурсов. На предприятии также предполагалась студенческая практика. В мае 2025 года ИХТЦ, ТГУ и «Новохим» планировали завершить строительство других объектов центра малотоннажной химии на Кузовлевском тракте до конца года.

Первые наработки и последующая проверка продукта

Томский государственный университет вошел в число пяти участников проекта отечественных суперконденсаторов. На майском запуске присутствовали представители Тамбова, Москвы, Удмуртии и Архангельска, а также заинтересованные промышленные партнеры. Князев указывал, что установка может синтезировать 6,5 кг продукции за один производственный цикл. После запуска ей предстоял выход на первые наработки электролита. Суперконденсаторы накапливают энергию и способны быстро отдавать ее короткими мощными импульсами; среди областей применения руководитель назвал стартеры автомобилей, крупной и авиационной техники, локомотивов. Генеральный директор ФПИ Максим Вакштейн связал проект с разработкой масштабируемой технологии получения ключевых компонентов и отметил использование отечественных материалов. Ректор ТГУ Эдуард Галажинский отнес развитие малотоннажных производств к задачам университета. Запуск проходил во время форума молодых ученых, инженеров и предпринимателей «Ю-Новус — 2025» (U-NOVUS — 2025). Установка создавалась как опытно-промышленная часть более крупной кооперации. Обозначенная масса за цикл и годовой ориентир по соли характеризовали разные показатели; продолжительность кампании и выпуск готового электролита из них автоматически не следуют.

Первую пробную партию электролита получили к 24.07.2025. Князев сообщил о первых синтезированных килограммах и последующей работе химиков-аналитиков по оценке чистоты. Сравнение с зарубежным продуктом на тот момент оставалось предварительным: ключевые испытания должны были пройти уже в составе экспериментальных суперконденсаторов. ИХТЦ работал над компонентом накопителя, а проверка поведения вещества в готовом устройстве относилась к следующему этапу проекта. Производственные и исследовательские задачи были распределены между несколькими участниками, причем томская установка обеспечивала электролитное направление. Проект продолжал пользоваться поддержкой ФПИ. Сферы предполагаемого применения включали традиционную и альтернативную энергетику, электронные устройства и транспортные энергетические системы. В июльской наработке речь шла об экспериментальном продукте для дальнейшего анализа, а не о подтвержденной серии устройств с установленными эксплуатационными показателями. Майский запуск установки и получение первых килограммов в июле — отдельные события в развитии технологии.

Как сформировался ИХТЦ

Концепция инжинирингового центра формировалась командой химиков ТГУ в 2009–2010 годах. В 2014 году университет выиграл конкурс государственной поддержки пилотных проектов создания инжиниринговых центров на базе вузов. ООО «Инжиниринговый химико-технологический центр» зарегистрировано 13.01.2015. Работа начиналась в бизнес-инкубаторе ТГУ и Академпарке новосибирского Академгородка. В 2017 году компания запустила первую томскую площадку с парком опытно-промышленных установок. К своему пятилетию в 2020 году ИХТЦ накопил более 170 выполненных проектов. В 2023 году были выделены направления «ИХТЦ-Механика» и «ИХТЦ-Пилотирование», а совместно с «Новохимом» и ТГУ началось строительство центра малотоннажной химии в Томске.

Группа объединяет три производственные площадки. Основной ИХТЦ занимается аналитикой рынков, управлением проектами, исходными данными для проектирования, технико-экономическими обоснованиями и математическими моделями. Пилотное направление монтирует и эксплуатирует установки, выпускает опытные партии и выполняет пусконаладку. Механическое подразделение проектирует нестандартное оборудование, ведет прочностные и конструкторские расчеты и монтаж. В команде представлены технологи, проектировщики, конструкторы, аппаратчики, специалисты по контрольно-измерительным приборам и автоматике, научные эксперты и маркетологи.

В команде ИХТЦ, по корпоративным данным, работают 180 сотрудников. В 2024–2025 годах для «ЛЛК-Интернешнл» был завершен комплекс работ по внедрению технологии получения некоторых сложных эфиров. Для «ЛИНК» специалисты выполняли работы по каталитической олигомеризации этилена в линейные альфа-олефины.

Переход от лабораторной технологии к пилотной установке

ИХТЦ начинает масштабирование с проверки лабораторной технологии и, если требуется, ее доработки. Далее специалисты строят математическую модель процессов и аппаратов, согласуют схему опытной установки и план экспериментов. Комплектация включает использование имеющихся устройств, закупку дополнительных и изготовление нестандартных. Отдельно разрабатывается схема контрольно-измерительных приборов. На опытной площадке получают партии продукции и собирают данные о работе оборудования. При переходе к большему масштабу уточняют тепловые эффекты, массоперенос, распределение жидкостных и газовых потоков, дозирование и смешение, рециркуляцию и материальные балансы. Продолжительное пилотирование позволяет изучать устойчивость процесса во времени, изменение активности катализаторов и состояние оборудования. Компания предлагает наработку от десятков килограммов до десятков тонн химической продукции в год в зависимости от проекта. Такие партии предназначены в том числе для испытаний у потребителей. Экономическое сопровождение предусматривает оценку инвестиций, сроков и окупаемости. Этот набор работ входит в заявленные компетенции по масштабированию химических технологий. Конкретная установка при этом получает собственную программу экспериментов и режим эксплуатации.

Документация и экономическая оценка

Взаимодействие с заказчиком включает соглашение о неразглашении, ознакомление с задачей и определение выполнимости работ. Затем оцениваются стоимость и сроки. После анализа результатов научно-исследовательской работы уточняют объем задания, детализируют календарный план и стоимость проекта.

Исходные данные на проектирование химического производства включают описание процесса, технико-экономическое обоснование, материальные, тепловые и энергетические потоки. В комплект также входят технологические карты с точками контроля, требования к оборудованию и размещению, базовая схема площадки, сведения о материалах, выбросах, стоках и обращении с отходами. На этой основе проектная организация разрабатывает проектно-сметную документацию. ИХТЦ предлагает и рабочую конструкторскую документацию для изготовления оборудования: над ней совместно работают конструктор-машиностроитель и инженер-технолог. Предварительная оценка бизнес-проекта объединяет маркетинговое и технологическое исследования. Более подробное обоснование инвестиций предусматривает рассмотрение оборудования и инфраструктуры, финансовой модели, окупаемости с учетом стоимости денег и труда. Для действующих предприятий предусмотрен технологический и энергетический аудит с обследованием производств, моделированием процессов и поиском ограничивающих участков. Дополнительными направлениями служат патентные исследования и помощь в защите интеллектуальной собственности. Перечисленные документы и расчеты относятся к инженерному сопровождению проектов; объем работ определяется задачами конкретного предприятия и выбранным уровнем проработки.

Сопровождение организации производства

ИХТЦ предлагает заказчикам подбор и передачу технологии, сопровождение лицензирования, адаптацию решений к сырью и площадке. В организационный контур входят дорожная карта проекта, прохождение экспертизы и контроль подготовки проектно-сметной документации. Компания также участвует в контроле закупок, поставок материалов и оборудования, шефмонтаже и пусконаладочных работах. Предусмотрены надзор за строительством и вводом объекта в эксплуатацию, а при необходимости — обучение персонала. Модели взаимодействия обозначены как EPCM, EPC и PMC; их можно комбинировать в зависимости от задач проекта. Отдельной задачей бывает разработка вариантов утилизации производственных отходов. Услуги охватывают создание нового производства, запуск дополнительного продукта, расширение ассортимента и восстановление ранее утраченной технологии. Формат сотрудничества зависит от целей предприятия и имеющихся ресурсов. ИХТЦ распределяет эти функции между технологическим проектированием, работой на площадке и контролем реализации, сохраняя возможность выбрать часть услуг для конкретного проекта.

Рынок продукта и производственная площадка

Маркетингово-технологические исследования ИХТЦ привязаны к конкретным химическим продуктам. Специалисты рассматривают географию будущего производства, доступность сырья и энергетических ресурсов, конкурентную среду и экономическую обоснованность выпуска. Они сопоставляют доступные технологии, собирают данные из открытых и коммерческих источников, проводят полевые исследования и опросы. В анализе используются количественные и качественные сведения, методы описательной и индуктивной статистики. Заказчику предлагают варианты выхода на рынок либо реализации производственной технологии с оценкой рисков. Возможна разработка стратегии предприятия, включая технически, технологически и экономически обоснованные варианты модернизации. Компания указывает двадцать и более выполненных маркетингово-технологических исследований, десять и более собственных патентов и три и более разработанных стратегии развития. Исследование может сопровождать как первоначальную оценку нового продукта, так и выбор дальнейшего направления существующего производства. Компания также обследует химические предприятия и рассматривает их сильные стороны и ограничения. География, сырье, энергообеспечение, технология и рынок сбыта входят в состав одной исследовательской задачи, хотя каждый из этих факторов требует собственных исходных данных.

Механическое оборудование и работа опытных площадок

«ИХТЦ-Механика» располагает опытно-производственной площадкой площадью 1000 м² в Новосибирске. Ее оборудование включает токарные и фрезерные станки, пятиосевую фрезерную обработку и четырехкоординатный токарно-фрезерный центр с числовым программным управлением. В перечне возможностей представлены лазерная и плазменная резка, аргоновая, лазерная и орбитальная сварка, гибка и электролитическая очистка металла. Подразделение изготавливает аппараты и устройства для проектов ИХТЦ и ТГУ. Среди примеров названы реакторы для технологических процессов при повышенных температуре и давлении, магнитная мешалка для мелкосерийного производства, конвертеры озона и генераторы кислорода для «Росхимзащиты». Эти работы относятся к собственному направлению специального химического машиностроения группы. Станочный парк, изготовление нестандартных аппаратов и монтаж представлены как разные возможности подразделения. Новосибирская площадка дополняет томскую работу по отработке химических технологий, обеспечивая отдельный участок инженерной деятельности — изготовление оборудования по проектным задачам.

Томское направление «ИХТЦ-Пилотирование» эксплуатирует опытно-промышленные установки и получает партии химических веществ. Среди выполненных проектов компания указывает автоматизированный стенд гидропереработки тяжелых нефтяных остатков, созданный в сотрудничестве с «Газпромнефтью». Технологию получения судового топлива отрабатывали совместно с Институтом катализа Сибирского отделения РАН, разработавшим катализатор. Другой стенд предназначен для исследования оксосинтеза на базе этилена с получением продуктов группы С3: н-пропанола, пропионовой кислоты и ее солей. В проекте высших жирных спиртов лабораторную стадию выполнили ученые Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН, а ИХТЦ занимался масштабированием и пилотированием для компании «Фарус». Опытная установка в Томске была запущена в 2023 году; на ней отрабатывали параметры и получали образцы. Гидропроцессный стенд, по данным компании, непрерывно эксплуатировался четыре года. На установке проходили деметаллизация и гидрирование серосодержащих соединений в составе нефтяного сырья. Проекты различались исходным сырьем, конечным веществом и участниками, но в каждом пилотная площадка использовалась для проверки технологии и наработки продукта.

Высокочистые соединения для микроэлектроники

В феврале 2025 года ТГУ сообщил о внедрении в ИХТЦ технологий бромистого водорода и тетракис(диметиламино)титана, известного под обозначением TDMAT. Профессор химического факультета Виктор Сачков связал применение бромистого водорода с очисткой поверхности кремниевых пластин для интегральных микросхем. Технология выпуска и очистки разрабатывалась в 2023–2024 годах с использованием российских реагентов. В конце 2024-го ее внедрили на площадке малотоннажной химии; первые партии прошли промышленные испытания у отечественных производителей микроэлектронных компонентов. Тетракис(диметиламино)титан применяется как предшественник при осаждении пленок нитрида титана из газовой фазы. Интерес к нему проявляют также производители изотопов, оптики, конструкционных покрытий и композиционных материалов. Первые партии этого вещества были отправлены российским предприятиям. Университет связывал спрос с развитием микроэлектроники, а ИХТЦ заявлял о готовности наращивать выпуск. Эти направления относятся к химическим материалам для изготовления электронных устройств, тогда как электролитный проект обеспечивает компонент накопителей энергии. Назначение и стадия внедрения каждого вещества имеют собственные характеристики.

К 26.08.2025 проект высокочистого бромистого водорода включал запуск производственной линии и получение паспорта безопасности химической продукции от информационно-аналитического центра «Безопасность веществ и материалов» Института стандартизации. Университет указывал чистоту 99,999%, или 5N, и годовой ориентир 650 кг с возможностью изменения мощности в зависимости от спроса. Заказчиком выступил Минпромторг России; среди ключевых потребителей названы «Микрон», «ОКБ Планета», «ВЗПП — Микрон» и «Ангстрем». Руководитель проекта Ася Водянкина выделила разработку аналитического контроля: молодые специалисты лаборатории физико-химических методов анализа ТГУ создали и аттестовали методики определения хлороводорода, воды, металлов и других примесей. Возможность закрыть внутренние потребности оставалась оценкой университета, а 650 кг — производственным ориентиром, не подтвержденным итогом продаж за год. К концу 2025-го ИХТЦ также планировал завершить внедрение трибромида бора с чистотой 99,99995%. Февральские сведения о первоначальном внедрении и августовское сообщение о завершении проекта относятся к последовательным этапам развития этого направления.

Проект по бромистому водороду выполнялся в рамках программы развития электронного машиностроения до 2030 года. ТГУ оценивал путь от лабораторных исследований до производственной линии в полтора года. Водянкина связывала требования к аналитическому контролю с влиянием следовых примесей на работу оборудования и технологические процессы микроэлектроники.

Подготовка кадров для химических производств

Представитель Минпромторга Алексей Артемьев оценивал занятость в химпроме более чем в 650 тыс. человек и отмечал, что не все сотрудники являются химиками. Нацпроект предусматривал создание более 700 критически важных химических продуктов. Профессор МГУ Виктор Авдеев выделил роль университетов в профессиональной переподготовке и формировании команд специалистов.

В марте 2025 года был создан Центр опережающей подготовки и переподготовки квалифицированных кадров по направлению новых материалов и химии, оператором которого стал ТГУ. Директор центра Фархад Рагимов обозначил его роль в координации взаимодействия предприятий с научно-образовательным сообществом. На майском форуме «Ю-Новус» эксперты обсуждали раннюю профориентацию, корпоративные классы и стажировки школьников, работу с учителями химии и дополнительное профессиональное образование. Среди предложений были увеличение приема на химические специальности в среднем на 15–20% и восстановление программ подготовки рабочих кадров. Это инициативы участников дискуссии, а не уже достигнутые показатели набора. Представитель Минпромторга Алексей Артемьев оценивал появление новых рабочих мест в отрасли примерно в десять тысяч ежегодно и подчеркивал необходимость практической подготовки выпускников. Центр должен был связать запросы бизнеса с образовательными программами. Эти задачи обсуждались на том же форуме, в рамках которого запустили электролитную установку ИХТЦ. Инженерные и кадровые направления охватывали следующие виды работы:

• Проверка лабораторной технологии, построение математических моделей и планирование опытных исследований.
• Изготовление нестандартного оборудования, монтаж пилотных установок и наработка партий для испытаний.
• Подготовка исходных данных на проектирование, конструкторской документации и экономических расчетов.
• Анализ сырьевой базы, конкурентной среды и вариантов вывода химического продукта на рынок.
• Взаимодействие предприятий и университетов при подготовке специалистов для химических производств.