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

Секреты «Белого лебедя» Секреты «Белого лебедя»

В России возобновлено производство одного из мощнейших бомбардировщиков мира

Популярная механика
Продли себе жизнь и укрепи здоровье: принципы аюверды для зимы Продли себе жизнь и укрепи здоровье: принципы аюверды для зимы

Аюрведа помогает улучшить качество жизни на физическом и на психическом уровнях

VOICE
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Как отличить некомпетентного человека, от человека с «синдромом самозванца» Как отличить некомпетентного человека, от человека с «синдромом самозванца»

Как распознать человека с «синдромом самозванца»

Maxim
Только не сегодня Только не сегодня

10 главных причин, почему его больше к тебе не тянет

Лиза
Андрей Деллос Андрей Деллос

Как сделать дворец уютным и нужно ли прививать москвичам привычку есть в музеях

Правила жизни
Всё не так однозначно… Всё не так однозначно…

И 60 лет спустя конспирология в убийстве Кеннеди никуда не делась

Дилетант
Пчелиный алкоголизм, слизняк-воришка и кетчуп как средство от облысения: 20 поразительных фактов со всего света Пчелиный алкоголизм, слизняк-воришка и кетчуп как средство от облысения: 20 поразительных фактов со всего света

Фобия Мадонны и универсальное средство от диареи и облысения

ТехИнсайдер
Жена и мать репрессированных. Учитель поэтов. Факты об Анне Ахматовой Жена и мать репрессированных. Учитель поэтов. Факты об Анне Ахматовой

Чего вы не знали об Анне Ахматовой?

ТехИнсайдер
Хромая шпионка: как английские разведчицы работали в оккупированной Франции Хромая шпионка: как английские разведчицы работали в оккупированной Франции

Женщины-агенты, выполняющие секретные поручения

Forbes
«Недельный секс-марафон спас мой брак»: личная история — попробуйте с партнером «Недельный секс-марафон спас мой брак»: личная история — попробуйте с партнером

Может ли секс спасти брак?

Psychologies
Кто придумал знаменитого Гринча, который украл рождество: новогодняя история Кто придумал знаменитого Гринча, который украл рождество: новогодняя история

Как появился Гринч?

ТехИнсайдер
Проект HMMWV и его аутсайдеры Проект HMMWV и его аутсайдеры

Идея создания HMMWV появилась в самом начале 1970-х годов

4x4 Club
Вот на что еще способна обычная соль: 10 самых нужных лайфхаков на каждый день Вот на что еще способна обычная соль: 10 самых нужных лайфхаков на каждый день

Вы удивитесь, когда узнаете, на что еще способна обычная соль

ТехИнсайдер
Правила андрагогики и пирамида Дилтса: как эффективно учиться во взрослом возрасте Правила андрагогики и пирамида Дилтса: как эффективно учиться во взрослом возрасте

Какие лайфхаки помогут нашему мозгу активнее усваивать информацию

Forbes
Трауготы Трауготы

Александр Траугот и его жена Элизабет превратили мастерскую в дом культуры

Собака.ru
Сколько лет в среднем живут собаки, и что влияет на продолжительность их жизни Сколько лет в среднем живут собаки, и что влияет на продолжительность их жизни

Сколько живут лучшие друзья человека, как порода влияет на долготу их жизни

ТехИнсайдер
«Моисей своего народа»: пять женщин, которые защищали жертв ксенофобии и расизма «Моисей своего народа»: пять женщин, которые защищали жертв ксенофобии и расизма

Женщины, которые боролись с ксенофобией и расизмом

Forbes
Отрывок из сборника мистических историй «Однажды темной зимней ночью...» Отрывок из сборника мистических историй «Однажды темной зимней ночью...»

Отрывок из сборника историй, вдохновленных Диккенсом и Джеймсом

СНОБ
Смотри не умирай Смотри не умирай

«Замерзшие»: сканди-нуар в Костомукше

Weekend
Побеждать как Геракл: как читать мифы с пользой для психики Побеждать как Геракл: как читать мифы с пользой для психики

Древние мифы писались не для детей

Psychologies
Владимир Слипенькин — о том, как сегодня развиваются предприятия в Московской области Владимир Слипенькин — о том, как сегодня развиваются предприятия в Московской области

О новом витке развития инфраструктуры и производств

СНОБ
Как избавиться от отеков? 6 эффективных лайфхаков Как избавиться от отеков? 6 эффективных лайфхаков

Как убрать лишнюю воду из организма и перестать отекать

Правила жизни
Как создавалось золотое бикини принцессы Леи — один из самых знаменитых костюмов в кино Как создавалось золотое бикини принцессы Леи — один из самых знаменитых костюмов в кино

Как появился образ принцессы Леи в бикини и из чего оно было сделано

Правила жизни
«Медовые дни»: что ждало женщин из Красной Армии в плену у немцев «Медовые дни»: что ждало женщин из Красной Армии в плену у немцев

«Здоровые немецкие офицеры бьют пленную, бьют женщину»

VOICE
Найти под елкой Найти под елкой

Подарки – одна из главных радостей Нового года

Лиза
7 самых популярных мифов о курении, в которые вы до сих пор верите 7 самых популярных мифов о курении, в которые вы до сих пор верите

Что вы знаете о курении и сигаретах?

ТехИнсайдер
О чём говорят на кухне О чём говорят на кухне

Павел Кейв — о том, какой путь прошёл, чтобы построить бренд мирового уровня

Robb Report
Как пережить праздники в кругу семьи, если ваши родственники токсичны: 7 советов Как пережить праздники в кругу семьи, если ваши родственники токсичны: 7 советов

Советы психологов, которые помогут пройти через застолия без вреда для психики

Psychologies
Недооцененный булгур: польза и вред Недооцененный булгур: польза и вред

Надоели рис и гречка? Попробуй булгур!

VOICE
Открыть в приложении