Как российские ученые придумали аккумулятор из борщевика
А какие применения борщевика знаете вы? Делитесь советами в комментариях!
Российские специалисты из технологического университета Сколтех создали «зеленый» вид аккумулятора из того самого назойливого растения — борщевика. Так, ученые сделали высококачественный углеродный материал для анодов натрий-ионных батарей. В будущем, отмечают исследователи, это сможет заменить дорогостоящие литий-ионные варианты энергонакопителей.
Как работает новая «зеленая» энергетика?
Отечественные ученые преобразовали известное растение борщевик в аноды (для натрий-ионных батарей) — это электроды, которые передают электроны: анод противоположен катоду. Натрий-ионные аккумуляторы считаются альтернативой литиевых батареек: во-первых, цены на литий стремительно растут, во-вторых, добывать этот метал можно в небольшом количестве стран, а в-третьих — производство лития вредит экологии. С натрием же проблем значительно меньше, однако для его использования в аккумуляторах нужно менять материалы анода и катода.
Вредный борщевик
Борщевик Сосновского — агрессивный сорняк, вызывающий ожоги и когда-то завезенный в центральную Россию с Кавказа, считается достаточно опасным растением, так как, согласно опубликованному прогнозу исследователей из Сколтеха, к середине столетия им может зарасти вся западная часть России.
Российское изобретение
«Мы подумали: а здорово было бы избавиться от этого гадостного сорняка и получить что-то полезное взамен», — рассказывает один из авторов статьи Зоя Бобылёва из МГУ им. М. В. Ломоносова. «Твёрдый углерод, используемый в анодах натрий-ионных аккумуляторов, можно создавать из любой биомассы: скорлупы орехов, отходов бумажного производства и т.д., однако борщевик никто не пробовал. Оказалось, что он неплохо подходит», — поясняет специалист.
Для получения твердого углерода борщевик промыли кислотами, очищающими от примесей, и нагрели до 1300 °C в бескислородной среде. Исследователи ориентировалась на два главных показателя материала — кулоновская эффективность и удельная емкость. Так, чем больше первый показатель, тем меньше энергии будет тратиться без дела при использовании катода (что обычно вызывает побочные эффекты, изнашивающие аккумулятор).
«Спрос на "перезаряжаемые" аккумуляторы будет расти. Если говорить о стационарных батареях, то натрий-ионная технология выглядит очень перспективно. Такие аккумуляторы будут значительно дешевле литий-ионных, и хотя по массе и габаритам они будут проигрывать, это не всегда важно — зависит от применения», — подытожил один из авторов работы профессор Артём Абакумов, руководитель Центра энергетических технологий Сколтеха.