Анод из борщевика: российские ученые синтезировали твердый углерод из сорняка
Heracleum plant also called cow parsnip in riverside meadow at sunset
Ученые Сколтеха и МГУ им. М.В. Ломоносова получили из борщевика высококачественный углеродный материал для натрий-ионных батарей, которые могут стать более доступной альтернативой литий-ионным аккумуляторам. Результаты исследования опубликованы в журнале Batteries, который издается Многопрофильным институтом цифровых публикаций (MDPI).

Источник фото — img.7dach.ru

Натрий-ионные аккумуляторы действуют по тому же принципу, что и литий-ионные батареи, накапливая энергию за счет переноса ионов щелочного металла из материала анода (электрода, в котором движение электронов направлено от него) в материал катода (электрода, в котором движение электронов направлено к нему). При этом в анодах натрий-ионных аккумуляторов используется твердый углерод, который можно производить из любой биомассы, в том числе скорлупы орехов и отходов бумажного производства. Участники эксперимента впервые использовали для этой цели борщевик Сосновского – агрессивный сорняк, которым, по оценке Сколтеха, к середине века может зарасти вся европейская часть России.

Исследователи Сколтеха и МГУ синтезировали твердый углерод с помощью нагрева борщевиковой биомассы до 1 300 градусов Цельсия в бескислородной атмосфере (в том числе с предварительной промывкой сырья кислотами для удаления примесей), а также варки в закрытом реакторе с водой. Одним из критериев, по которым оценивался полученный твердый углерод, стала кулоновская эффективность: чем она выше, тем меньше энергии в работе анода расходуется на побочные процессы, увеличивающие износ батареи. Этот показатель в ходе эксперимента достиг 87%, что сопоставимо с эффективностью твердого углерода из других видов сырья. При этом по удельной емкости – 260 миллиампер-часов на грамм (мАч/г) – твердый углерод из борщевика уступал материалам-лидерам (300 мАч/г), но все равно оставался конкурентоспособным.

«Если быть точнее, то мы рассмотрели отдельно зимний борщевик, который проще собрать, и более зловредный летний борщевик, который цветёт и пахнет. Но надо сказать, что именно из летних образцов получился материал с более высокой кулоновской эффективностью, а этот показатель — слабое место анодов из твёрдого углерода, поэтому мы именно на нём сконцентрировались в своём исследовании. Что касается удельной ёмкости, вероятно, мы сможем её повысить в будущем», – цитирует Сколтех в своем релизе соавтора исследования Зою Бобылёву, инженера химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Результаты эксперимента могут способствовать дальнейшему удешевлению натрий-ионных батарей, которые будут особенно востребованными в электроэнергетике, где компактность играет менее важную роль, чем в автомобилестроении.

Поделиться:

Facebook
Telegram
Email
Twitter
VK
OK
Reddit

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Мобильное солнце: переносные панели для автономного энергоснабжения

Компания Alternative Energy Projects (AEP) разработала мобильную электростанцию Solar Box, представляющую собой контейнер весом 12,5 тонны, в котором размещено 168 солнечных модулей мощностью 560 ватт каждый. Полная мощность установки в базовой комплектации составляет 94 киловатта (кВт), что достаточно для обеспечения электроэнергией десяти коттеджей.

далее ...

Потребление газа в США достигло исторического максимума

Спрос на природный газ в США увеличился на 5% в 2022 г., достигнув 2,48 млрд куб. метров в сутки, что является историческим максимумом. По данным Управления энергетической информации (EIA), абсолютный прирост спроса составил 126 млн куб. м/сут., что сопоставимо с потреблением газа в Узбекистане.

далее ...

Никель-медные покрытия углеродных трубок: инновация для электролиза воды

Российские ученые синтезировали новые электрокатализаторы на основе меди, никеля и углеродного волокна, которые можно использовать для повышения эффективности электролиза воды и получения водорода и кислорода. Результаты исследования опубликованы в International Journal of Hydrogen Energy.

далее ...

Архивы


Октябрь 2022
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31