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

Нечаянный император Нечаянный император

Николай I — царящий надо всеми жандарм, исполняющий свой государственный долг

Дилетант
«Без хорошего внутреннего продукта мы не сможем развиваться» «Без хорошего внутреннего продукта мы не сможем развиваться»

Как ставки на спорт сейчас помогают поддерживать российских спортсменов

Деньги
Что произошло с Сибирью? Что произошло с Сибирью?

Почему осмыслить место Сибири в истории России непросто?

Дилетант
Отмазочные материалы: самый полный гид по мужским оправданиям (от автора оправданий!) Отмазочные материалы: самый полный гид по мужским оправданиям (от автора оправданий!)

Женщина говорит загадками, а мужчина — отмазками

VOICE
Как слышится, так и пишется Как слышится, так и пишется

Пять художников и иллюстраторов изобразили, как представляют себе музыку

Правила жизни
«Я рокер по натуре!» «Я рокер по натуре!»

Филипп Киркоров о самых необычных новогодних подарках

ЖАРА Magazine
Почему изменяется климат? Почему изменяется климат?

Потепление климата стало заметно влиять на жизнедеятельность человека

Наука и жизнь
Загадываешь, а всё без толку: психолог объясняет, какие желания сбываются, а какие — нет Загадываешь, а всё без толку: психолог объясняет, какие желания сбываются, а какие — нет

Как правильно загадывать желания?

VOICE
Мэрайя Кэри Мэрайя Кэри

Мэрайя Кэри: «Я чертовски требовательна, потому что заслуживаю этого»

ЖАРА Magazine
Что лучше — эротический фильм или порно? Сначала нужно узнать разницу между ними! Что лучше — эротический фильм или порно? Сначала нужно узнать разницу между ними!

Чем отличаются порно и эротические фильмы?

ТехИнсайдер
Как в Москве повышают квалификацию врачей Как в Москве повышают квалификацию врачей

Как работает Кадровый центр Департамента здравоохранения Москвы

СНОБ
Новые добрые сериалы Новые добрые сериалы

«Новая искренность» в сериалах

Weekend
Мастера самообмана: как чрезмерная самоуверенность влияет на наши решения Мастера самообмана: как чрезмерная самоуверенность влияет на наши решения

Как неадекватную самоуверенность объясняют психологи и экономисты

Forbes
Исследование: женщинам по всему миру больше нравится работать с людьми, а мужчинам — с вещами Исследование: женщинам по всему миру больше нравится работать с людьми, а мужчинам — с вещами

С чем предпочитают работать женщины и с чем — мужчины

Inc.
Жуткие открытки на Рождество: почему в XIX веке они были такими страшными Жуткие открытки на Рождество: почему в XIX веке они были такими страшными

Карточки прошлого были мрачнее, чем те, которыми мы обмениваемся сегодня

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
«Я похудела на 4 кг. Муж доволен!»: Мария Кравченко рассказала, как съемки в сериале сказались на ее личной жизни «Я похудела на 4 кг. Муж доволен!»: Мария Кравченко рассказала, как съемки в сериале сказались на ее личной жизни

Мария Кравченко – о своей роли хозяйки веганского кафе

VOICE
Не можете избавиться от вредной привычки? 3 шага, которые помогут это сделать (даже без силы воли) Не можете избавиться от вредной привычки? 3 шага, которые помогут это сделать (даже без силы воли)

Почему мы так часто формируем привычки, которые только мешают?

Inc.
Креветки Креветки

Креветки: нежный вкус и низкое содержание жиров

Здоровье
Как правильно обращаться по имени: мнение психолога Как правильно обращаться по имени: мнение психолога

Как поступить, если не знаете, какую форму имени предпочитает собеседник

Psychologies
Одна балерина и два великих князя Одна балерина и два великих князя

Матильде Кшесинской не раз доводилось оказываться в центре различных скандалов

Дилетант
7 лайфхаков, как сушить одежду дома 7 лайфхаков, как сушить одежду дома

Нюансы и лайфхаки, как высушить одежду быстрее

ТехИнсайдер
Найдено многообещающее средство от депрессии. Секрет — в сочетании медикамента и компьютерной программы Найдено многообещающее средство от депрессии. Секрет — в сочетании медикамента и компьютерной программы

Как простые упражнения на компьютере могут помочь в лечении депрессии

Psychologies
Улыбаемся и машем Улыбаемся и машем

Перед вами сборник рецептов хорошего настроения со всего мира

Men Today
Почему в теннисе такая странная система подсчета очков: 15, 30, 40 Почему в теннисе такая странная система подсчета очков: 15, 30, 40

Система подсчета очков в теннисе смущает не только обывателей

ТехИнсайдер
Как формируется способность к зрелым отношениям: 4 фактора Как формируется способность к зрелым отношениям: 4 фактора

Что развивает в нас способность к зрелым отношениям

Psychologies
Зачем нужна система ценностей: 3 способа провести ревизию и изменить жизнь Зачем нужна система ценностей: 3 способа провести ревизию и изменить жизнь

Как понять, что нам действительно важно? Зачем перестраивать систему ценностей?

Psychologies
Все будет хорошо. Сююмбике Давлет-Кильдеева — о надежде и правде Все будет хорошо. Сююмбике Давлет-Кильдеева — о надежде и правде

Сююмбике Давлет-Кильдеева — о том, что на самом деле значит «все хорошо»

РБК
Свой – чужой Свой – чужой

На что похожи «Москвичи»

Автопилот
У истоков атомной бомбы: кто же был У истоков атомной бомбы: кто же был

Кто работал над атомной бомбой?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении