Институт по електрохимия и енергийни системи

Мисията на ИЕЕС е да изгражда, развива и съхранява потенциал от научни знания за производство, внедряване и експлоатация на съвременни ефективни технологии за електрохимични енергийни системи и обучение на високо специализирани кадри с експертни и консултативни възможности на национално и международно ниво. Повече от пет десетилетия в ИЕЕС се извършват изследователски дейности в областта на фундаменталната и приложна електрохимия, които понастоящем са структурирани в четири тематични платформи:

• Батерии. Изследвания и разработки насочени към създаване на нови типове презареждаеми батерии – оловни, литиеви, металовъздушни, суперкондензатори за съхранение на енергия и за захранване на хибридни и електрически превозни средства.
• Водород и горивни клетки. Изследвания в областта водородната енергетика – разработване и усъвършенстване на технологии за електрохимично получаване, съхранение и преобразуване на «зелен» водород, развитие на горивни и обратими клетки; създаване на прототипи на водородни енергийни системи.
• Материали за енергия. Разработване и изпитване на нови материали (катализатори, каталитични носители, електроди, електролити, добавки, инхибитори), за приложение в различни електрохимични системи (батерии, горивни клетки, електрохимични сензори и др.); изучаване на процеси, механизми и явления за придобиване на нови знания.
• Теоретична електрохимия и електрохимични методи. Разработване и въвеждане на съвременни електрохимични методи, техники, инструменти и технологии за охарактеризиране, тестване, мониторинг и диагностика на работата на различни електрохимични системи; обучение на специалисти, докторанти и постдокторанти.

ИЕЕС изпълнява проекти, финансирани от Национален фонд за научни изследвания, Националeн иновационен фонд, Европейски рамкови програми, НАТО, ЮНЕСКО, Глобалния консорциум за оловни акумулатори (ALABC) и други международни организации; сътрудничи с фирми от страната и чужбина и изпълнява целево възложени научно-приложни задачи.

Някои по-значими постижения:

• Създаден е мощен пакет от електрохимични техники за охарактеризиране и тестване на електрохимични енергийни източници чрез комбиниране на серия от специално разработени високочувствителни и селективни инструментални методи (Нестационерен импеданс, Диференциален импедансен анализ, Диференциална кулонометрична спектроскопия);
• Намерени са инхибитори за сулфатизацията на оловно-въглеродни електроди за оловно-кисели батерии, работещи в режим на частично заредено и частично разредено състояние;
• Създадена е технология за производство на трислоен сепаратор с иновативен дизайн за приложение в съвременните типове оловно-кисели стационарни батерии с цел удължаване времето им на живот;
• Разработена е система за интелигентно управление и контрол работата на съставна акумулаторна батерия в електрически автомобил;
• Създаден е прототип на батерия Ni/Zn за стационарно съхранение на енергия;
• Разработена е технология за асемблиране на мембранни електродни пакети (МЕП) за горивни и електролизни клетки с полимерна анионпроводяща мембрана;
• Разработена е двойномембранна твърдооксидна горивна клетка с иновативен дизайн, който елиминира принципните недостатъци на горивните клетки и електролизьори, свързани с отделяне или инжектирането на вода през електрода, чрез въвеждане на отделна водна камера. Уникални предимства са възможността за работа в обратим режим при висока ефективност в комбинация с бързо (мигновено) превключване;
• В процес на разработка са надеждни прогнозни модели за оценка на дългосрочната работа и вероятността за повреда на твърдооксидни горивни клетки;
• Продължават изследванията, свързани със създаването на би-функционален газово-дифузионен електрод за нови типове презареждаеми метал – въздух батерии;
• Работи се по създаването на хибридни суперкондензатори за приложение в електрически превозни средства.

По-ярки научно-приложни разработки и внедрявания в производството:

• стартерни оловни акумулатори с пластмасова кутия, в замяна на ебонитовата конструкция – завод „Старт” гр.Толбухин (днес гр. Добрич);
•  литий-манганов диоксид (Li/MnO₂) и литий-серен диоксид (Li/SO₂) елементи и батерии – завод „Мусала“ гр. Самоков;
• батерии цинк-въздух със специално предназначение за работа при различна влажност на въздуха – завод “Мусала” гр. Самоков;
• катализаторен метод и устройство за очистване на серен диоксид от отпадни газове в  пилотна инсталация – Медодобивeн комбинат в гр. Пирдоп;
• батерии за специални цели тип „Стършел“,  „Оса” и „Тинтява“;
• четириокис сулфатна паста за удължаване живота на положителните плочи в оловните акумулатори – „VARTA”, Германия;
• мокро пълнене на тръбести плочи, за подобряване енергийните характеристики на оловните панцерни батерии и удължаване на живота им – заводите ”Енергия” гр. Търговище, „Елхим-Искра” гр. Пазарджик, и  “HBL Power Systems”, Индия;

Впечатляващи моменти от историята на ИЕЕС:

1970 г. – С първична батерия цинк-въздух ИЕЕС изпробва демонстративен електромобил ЕЛМО 70 на база Москвич 428, който изминава за пръв път 210 км – шест месеца преди прототипа на Дженеръл Мотърс.

1977 г. – Заедно със специалисти от CNRS, Франция за първи път по метода на електрохимична импедансна спектроскопия е измерен «импеданс на батерии» – считано дотогава за непостижимо по този метод.

1984 г. – Със създадени в ИЕЕС (ЦЛЕХИТ) батерии цинк-въздух и литий-серен диоксид е оборудвана много успешно първата българска експедиция за изкачване на връх Еверест в Хималаите.

1997 г. – В сътрудничество с немската фирма ChemTek е постигнат световен рекорд на състезание на Salt Lake City /САЩ/, като с едно зареждане демонстрираният електрически микробус с презареждаема батерия цинк-въздух е изминал 764 km за 27 часа без прекъсване при температура на околната среда 0°С нощна / 10°С дневна.

2003 г. – С проект в 6РП на ЕС ИЕЕС получава статут на Centre of Excellence в областта на Portable and Emergency Energy Sources – POEMES (преносими и аварийни енергийни източници) и реализира програма за увеличаване, систематизиране и разпространение на знания в областта на източниците на енергия и развива „e-science” – електронна форма за разпространение на познания в областта.

2018 г. – ИЕЕС, в консорциум с още 11 институти на БАН и екипи от ТУ-София и СУ „Климент Охридски“, печели проект по ОП НОИР за изграждане на ЦВП „Мехатроника и чисти технологии“.