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

Вечные опоры Вечные опоры

Два века назад железнодорожные виадуки связали разобщенные регионы мира

Вокруг света
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
ЧВК «Рюрик» ЧВК «Рюрик»

Около 838 года в поле зрения Византии попали люди, называвших себя русами

Дилетант
Профессиональная деформация: как работа меняет наше восприятие мира Профессиональная деформация: как работа меняет наше восприятие мира

Как привычная работа может менять психологию и личность человека

Forbes
На лице написано На лице написано

Термин «кортизоловое лицо» будоражит просторы интернета. Что это такое?

Добрые советы
Повесть о настоящем маленьком человеке Повесть о настоящем маленьком человеке

Гуманизм по Чарльзу Спенсеру Чаплину

Weekend
Полетели Полетели

Инновационный центр «Бирюч» представил новый проект беспилотного аэротакси

Популярная механика
Писатель Григорий Служитель — о поисках своего места и счастья Писатель Григорий Служитель — о поисках своего места и счастья

Григорий Служитель — о том, сколько длится счастье и где его искать

РБК
Обратная сторона праздников: почему они радуют далеко не всех Обратная сторона праздников: почему они радуют далеко не всех

Почему все больше тех, кто признается, что праздники для них — грустное время?

Psychologies
«Доброе утро, монстр!»: истории об абьюзе и предательсве из кабинета психотерапевта «Доброе утро, монстр!»: истории об абьюзе и предательсве из кабинета психотерапевта

Отрывок из книги Кэтрин Гилдин «Доброе утро, монстр!»

Forbes
От печали до радости: что такое биполярное расстройство, как его распознать и как с ним жить От печали до радости: что такое биполярное расстройство, как его распознать и как с ним жить

Что такое биполярное расстройство, как его распознать и чем оно опасно?

Правила жизни
Pantone назвали цвет 2023 года. Как его выбирают и зачем это нужно? Pantone назвали цвет 2023 года. Как его выбирают и зачем это нужно?

Как можно предсказать главный цвет на год вперед?

Правила жизни
«Большая суета» и рассказы от М. Р. Джеймса — книги, с которых стоит начать 2023 год «Большая суета» и рассказы от М. Р. Джеймса — книги, с которых стоит начать 2023 год

Литературный критик рекомендует книги с новогодним настроением

Правила жизни
Коллекционеры Коллекционеры

Best dressed — это про тех, кто привел в порядок и себя, и свою планету

Собака.ru
Сильные духом: 4 шага, чтобы избавиться от негативных мыслей, — попробуйте на себе Сильные духом: 4 шага, чтобы избавиться от негативных мыслей, — попробуйте на себе

Как сделать болезненные воспоминания важной частью своего жизненного опыта?

Psychologies
Мышление трудоголика: 7 ошибок — как перестать работать на износ Мышление трудоголика: 7 ошибок — как перестать работать на износ

Типичные мыслительные паттерны, которые свойственны трудоголикам

Psychologies
Часы вместо компаса Часы вместо компаса

Показываемое часами время связано с положением Солнца

Наука и жизнь
Россия без мяса. Часть 3. Почему Ленин не любил вегетарианцев Россия без мяса. Часть 3. Почему Ленин не любил вегетарианцев

Из-за чего у вегетарианцев возник конфликт с большевиками

СНОБ
Двери Двери

Время открывает дверь, а жизнь говорит: «Войдите…»

Новый очаг
Люди с врожденными болезнями, над которыми смеялись тысячи зрителей: печальная история «девочки-верблюда» Люди с врожденными болезнями, над которыми смеялись тысячи зрителей: печальная история «девочки-верблюда»

Элла Харпер получила прозвище «девочка-верблюд» из-за необычного строения ног

ТехИнсайдер
Права эмбрионов: нужно ли защищать клетки в пробирке и как поступают в других странах Права эмбрионов: нужно ли защищать клетки в пробирке и как поступают в других странах

Зачем в 2022 году в России вдруг потребовалось защищать клетки в пробирке

Forbes
Лайфхаки от Снегурочки. Что и как лечат холодом Лайфхаки от Снегурочки. Что и как лечат холодом

Горсть снега или кубик льда порой может оказаться лучше любого лекарства

Лиза
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
Как устроен арбалет с газовой пружиной: спортивная смекалка Как устроен арбалет с газовой пружиной: спортивная смекалка

Единственный в мире арбалет с газовой пружиной «Кондор»

ТехИнсайдер
Почему переезд вреден для вас? Ученые дали ответ Почему переезд вреден для вас? Ученые дали ответ

Как переезд сказывается на нашей психике?

ТехИнсайдер
Может ли укус кошки убить человека? Ответ вас удивит! Может ли укус кошки убить человека? Ответ вас удивит!

Укус кошки может стать смертельным

ТехИнсайдер
Образ жизни Образ жизни

Петр Аксенов устроил в квартире на Адмиралтейской набережной светский салон

Собака.ru
Теория струн Теория струн

Как делают гитары Fender по спецзаказу

Robb Report
Режиссеры Аарон Мурхед и Джастин Бенсон — о фильме «Сверхъестественное: Знаки» и о забракованных идеях Режиссеры Аарон Мурхед и Джастин Бенсон — о фильме «Сверхъестественное: Знаки» и о забракованных идеях

Режиссеры Аарон Мурхед и Джастин Бенсон — о студийных проектах и DIY-кино

Правила жизни
Мясоед vs вегетарианец Мясоед vs вегетарианец

Иван Глушков, большой знаток российского юга, поговорил о ягнятах и томатах

Bones
Открыть в приложении