Опасный инвазивный вид — борщевик — может служить сырьем для батарей

НаукаHi-Tech

Сорняки в электрохимии

Ученые химфака МГУ им. М. В. Ломоносова и Сколтеха разработали метод переработки ныне самого известного в нашей стране сорняка — борщевика Сосновского — в анодный материал для натрий-ионных аккумуляторов.

Владислава Лаврова

Для аккумуляторов борщевик лучше собирать летом

«Ъ-Наука» уже рассказывала (https://www.kommersant.ru/doc/4501958), как борщевик — весьма перспективная с точки зрения советской агробиологической науки времен академика Лысенко, дешевая, высокоурожайная кормовая и силосная культура, богатая протеином, витаминами, микроэлементами, сахарами, обеспечивающими хорошую силосуемость и т. п.,— начинал свою экспансию и на пике своей популярности занимал, по разным оценкам, от 20% до 40% сельскохозяйственных угодий. Но потом как отрезало: в 2012 году борщевик Сосновского был разжалован сначала из кормовой, а потом и из силосной культуры и переведен в класс ядовитых опасных сорняков, с которым надлежало бороться всеми силами. Утилизация миллионов тонн ядовитого сорняка создала свои проблемы, но, как известно, худа без добра не бывает. Ученые химфака МГУ и Сколтеха разработали метод превращения его биомассы в анодный материал для натрий-ионных аккумуляторов (НИА). Работа была выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант №17‑73-30006 — «Перспективные материалы для электрохимических накопителей энергии нового поколения», проект по созданию научно-технологического задела для развития отечественных «пост-литий-ионных» технологий электрохимического хранения энергии).

«Конечно же, для нас это было вызовом — переработать это крайне бесполезное и очень даже вредное растение в анодный материал. Но мы решили попробовать и изумились полученному результату»,— говорит Зоя Владимировна Бобылева, сотрудник химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, один из соавторов разработки.

Ненефтяная игла

В наше время множество приборов — от фонарика до электромобиля — работают на литий-ионных аккумуляторах (ЛИА). Они были изобретены в 1960‑е годы, появились в продаже в 1990‑е годы (их создатели были удостоены Нобелевской премии 2019 года), и с тех пор рынок ЛИА растет как на дрожжах, достиг уже $20 млрд и, похоже, останавливаться не собирается.

Преимущество ЛИА — их сравнительно малая масса: атом лития очень маленький как по размерам, так и по массе, небольшое количество анодного материала может вместить значительное количество атомов лития. Количество энергии, которое устройство может запасти в удельном объеме, называется плотностью энергии, и именно по этому параметру ЛИА превосходят остальные энергоносители. Кроме того, они отличаются циклостабильностью, а также сравнительно простым обслуживанием и сохраняют работоспособность в диапазоне температур от –20°С до +60°С, правда, перезарядить устройство в экстремальных условиях не получится.

Конструкция ЛИА, как и любого другого аккумулятора, включает в себя два электрода: положительно заряженный анод и отрицательно заряженный катод — сепаратор и электролит. Электроды представляют собой двухкомпонентные системы: катод состоит из литийсодержащего соединения, которое помещено на алюминиевую фольгу, а анод — из материала на медной подложке.

В зависимости от нужд потребителя энергоноситель может быть как одноразовым — первичным или же заряжаемым — вторичным. Во вторичных ЛИА вне зависимости от материалов электрода осуществляются процессы аккумулирования носителей заряда в аноде (разрядка) и межфазного перехода ионов лития в раствор (зарядка). Во время разрядки в электрохимической ячейке протекают реакции, суть которых — переход лития, который был интеркалирован в анод, в раствор и высвобождение электрона. На катоде же происходит восстановление ионов лития и включение их обратно в химический состав вещества — электродного материала.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сколько волков человеку надо Сколько волков человеку надо

Волк — прекрасный приспособленец и космополит

Наука
ИИ в ретейле, музыке, фармакологии: как Армения становится технологичной ИИ в ретейле, музыке, фармакологии: как Армения становится технологичной

Современная Армения — это не только туризм, но и центр высоких технологий

РБК
Без очередей, карт и ошибок Без очередей, карт и ошибок

Какие технологии изменили опыт покупателей в ретейле

РБК
Режиссер Режиссер

Наконец-то мы узнаем, почему Роуз не помогла Джеку после крушения "Титаника"

ТехИнсайдер
От поражения до победы От поражения до победы

Йом-кипур в Израиле отмечают практически все, даже не очень верующие люди

Дилетант
За версту видно За версту видно

Откуда мы знаем, что рак — это рак

N+1
Чем заняться дома с детьми в праздники: 8 креативных идей Чем заняться дома с детьми в праздники: 8 креативных идей

Как провести каникулы с пользой и удовольствием

Psychologies
Чарли Чаплин, каким мы его не знали: 5 правил жизни скандального гения Чарли Чаплин, каким мы его не знали: 5 правил жизни скандального гения

С какими установками шел по жизни тот, кто за полвека высмеял весь мир

Правила жизни
Гало-орбита: в ожидании полета человека Гало-орбита: в ожидании полета человека

Где можно сделать пересадку на Луну

Наука
Как очистить кэш на Андроиде: избавляемся от мусора Как очистить кэш на Андроиде: избавляемся от мусора

Рассказываем, как очистить кэш на Андроиде, Самсунг, Сяоми, Редми

CHIP
Как увеличить скорость интернета: 10 способов Как увеличить скорость интернета: 10 способов

Как увеличить скорость интернета через роутер и при прямом подключении к сети

CHIP
Как США вышли из нескольких рецессий со времен Второй мировой войны Как США вышли из нескольких рецессий со времен Второй мировой войны

Некоторые спады в Америке оказались более длительными и серьезными, чем другие

ТехИнсайдер
Приемная комиссия Приемная комиссия

Что приобрел Tiggo за годы учебы

Автопилот
Как понять все о мужчине по той позе, в которой он спит Как понять все о мужчине по той позе, в которой он спит

То, как мы спим, может многое о нас рассказать

VOICE
Замещающие родители: отношения, в которых можно найти любовь и принятие Замещающие родители: отношения, в которых можно найти любовь и принятие

Раны отвержения и пренебрежения, полученные в детстве, есть у многих из нас

Psychologies
10 удивительных фактов о снеге — вы будете поражены! 10 удивительных фактов о снеге — вы будете поражены!

Может показаться, что о снеге вам известно абсолютно все

ТехИнсайдер
Теория струн Теория струн

Как делают гитары Fender по спецзаказу

Robb Report
Как вам не стыдно: лучшие откровенные фильмы о сексе Как вам не стыдно: лучшие откровенные фильмы о сексе

Есть фильмы, где весь сюжет почти польностью построен на сексе

Правила жизни
Глубокая стимуляция мозга поможет при болезни Альцгеймера Глубокая стимуляция мозга поможет при болезни Альцгеймера

Электрическая стимуляция мозга может ослабить симптомы болезни Альцгеймера

ТехИнсайдер
«Жена, а не человек»: как Софья Толстая боролась за собственный голос «Жена, а не человек»: как Софья Толстая боролась за собственный голос

Как Софья Толстая боролась за право высказываться и творить?

Forbes
Флажки на верёвочке Флажки на верёвочке

Зимы XX века – в детских воспоминаниях наших героев

Новый очаг
Новогоднее обострение: почему нам бывает тоскливо перед праздниками Новогоднее обострение: почему нам бывает тоскливо перед праздниками

Почему среди ярких гирлянд мы впадаем в уныние и чувствуем себя разбитыми?

Psychologies
Три раза встретил маньяка и не погиб: история мальчика, который помог поймать «Мосгаза» Три раза встретил маньяка и не погиб: история мальчика, который помог поймать «Мосгаза»

Владимир Ионесян стал первым серийным маньяком в СССР

VOICE
484 сантиметра на двоих: трагическая история любви самой высокой пары в мире 484 сантиметра на двоих: трагическая история любви самой высокой пары в мире

Как считаете, какого живется людям, чей рост составляет почти 2,5 метра?

ТехИнсайдер
Пойми меня, если сможешь Пойми меня, если сможешь

Почему мы говорим на одном языке, но часто не понимаем друг друга?

Grazia
Штурманы подземелья Штурманы подземелья

Маркшейдеры — специалисты, знающие, как проложить дорогу под землей

ТехИнсайдер
Новый игрок крипторынка: повторит ли хедж-фонд российских мигрантов судьбу FTX Новый игрок крипторынка: повторит ли хедж-фонд российских мигрантов судьбу FTX

Wintermute стала одним из лидирующих маркетмейкеров в мире криптоактивов

Forbes
«Монополизировать рынок еды невозможно». Почему слияние Яндекс.Еды и Delivery Club — хороший знак для малого бизнеса «Монополизировать рынок еды невозможно». Почему слияние Яндекс.Еды и Delivery Club — хороший знак для малого бизнеса

Удастся ли Яндексу вслед за такси монополизировать сферу еды?

Inc.
Мастер-класс. Праздник своими руками Мастер-класс. Праздник своими руками

Венок – традиционное украшение во многих странах Европы

Лиза
Что нашли «Вояджеры» за пределами Солнечной системы: поразительные открытия Что нашли «Вояджеры» за пределами Солнечной системы: поразительные открытия

Открытия «Вояджеров» навсегда изменят наше представление о космосе

ТехИнсайдер
Открыть в приложении