Литий-ионные аккумуляторы будут делать из растений

Аккумуляторы – неотъемлемая часть будущего “зеленой энергетики”, от электрокаров до емких сетевых станций. Создание более емких и эффективных аккумуляторов очень важно, но учитывая объемы производства, на повестке дня стоит и разработке более экологичных батарей.

Сейчас наиболее популярный тип батарей — литийонные, использующие в качестве катода оксид кобальта. Извлечение кобальта и создание катода — энергоемкий процесс, требующий высокой температуры. Оба процесса — и получение и утилизация материалов — дорогостоящие.

Исследователи Rice University and City College of New York считают, что нашли совершенное решение: катод может быть получен из экстракта растения. Использование растительного материала вместо металла удешевляет производство аккумуляторов и снижает его вредное воздействие на окружающую среду.

“Зеленые” аккумуляторы – требование времени, но пока еще этому вопросу не уделено должного внимания, – говорит глава исследовательской группы Arava Leela Mohana Reddy. – Эта сфера требует немедленного внимания и упорного труда, невозможно изобрести технологию моментально. Сейчас исследования сфокусированы все еще на производстве обычных аккумуляторов, на таких задачах, как повышение их возможностей. Пока имеют важное значение такие вопросы, как надежность и переработка”.

Марена – хороший источник пурпурина, органического вещества, используемого для окрашивания тканей с давних времен. Сейчас оно получает новое применение – как материал для катода батареи.

Редди и его коллеги наткнулись на свойства пурпурина во время тестирования ряда органических молекул на их способность электрохимического взаимодействия с литием и обнаружили, что пурпурин наиболее пригоден для связывания ионов лития. Добавив 20% углерода, ученые создали батарею с пурпуриновым катодом мощностью 90 мА*ч/г после 50 циклов перезарядки. Электрод может быть получен при комнатной температуре.

Сельскохозяйственные отходы являются хорошим источником пурпурина, а также других подходящих молекул, что стало бы дальнейшим шагом в эффективном использования отходов.

“Мы заинтересованы в развитии получения химикатов и материалов из возобновляемого сырья в качестве устойчивой технологической платформы, – говорит George John, один из исследователей и профессор химии в City College of New York. – Суть в том, чтоб понять каким образом взаимодействуют ионы лития и органические молекулы. Имея правильно понимание таких процессов, мы можем использовать другие молекулы и расширять возможности их применения”.

Исследователи надеются вскоре создать целиком “зеленый”аккумулятор, которая бы использовала растительные вещества не только для получения катода, но и анода и электролита, который не разрывает эти молекулы. Редди утверждает, что прототип полностью органической батареи может быть готов уже через пару лет.

Random Posts