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

Сладкая наука Сладкая наука

Наука бокса заключается не только в том, чтобы быстро двигаться и наносить удары

Вокруг света
6 признаков того, что наши трудности в карьере и бизнесе связаны с детской историей 6 признаков того, что наши трудности в карьере и бизнесе связаны с детской историей

Как понять, какие темы стоит проработать для достижения успеха в карьере

Psychologies
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
Не вздумайте произносить это вслух: самые любимые слова ненормативной лексики и их происхождение Не вздумайте произносить это вслух: самые любимые слова ненормативной лексики и их происхождение

Мы расскажем о происхождении самых популярных слов ненормативной лексики

ТехИнсайдер
Эффект плацебо Эффект плацебо

Организм лечит себя потихоньку, а мы приписываем улучшение препаратам

Добрые советы
Открытая акустика Открытая акустика

Игорь Яковенко — об иллюзорности границ между техническим и творческим

Seasons of life
Сталинское слово крепко Сталинское слово крепко

Какой была пропаганда во время Советско-финской войны

Дилетант
Простое искусство Простое искусство

Как математики рисуют картины простыми числами

N+1
Домашнее задание на каникулы: 6 выдающихся фильмов 2022 года Домашнее задание на каникулы: 6 выдающихся фильмов 2022 года

Шесть очень разных, но без исключений выдающихся картин

Правила жизни
Кто и где придумал футбол? История популярнейшей игры Кто и где придумал футбол? История популярнейшей игры

Кому мы благодарны за появление игры, за которой следят миллионы!

ТехИнсайдер
Почему болит левый бок: эти причины заставят вас насторожиться Почему болит левый бок: эти причины заставят вас насторожиться

Боль в боку — физиологические особенности организма или повод бежать к врачу?

ТехИнсайдер
3 основные причины расстройств пищевого поведения 3 основные причины расстройств пищевого поведения

Отрывок из книги «Пищевой монстр» — о главных причинах РПП

Psychologies
“Мальчик-лобстер” сначала был артистом, а потом стал убийцей. Пугающая история “Мальчик-лобстер” сначала был артистом, а потом стал убийцей. Пугающая история

Даже юродивые люди могут быть жестокими

ТехИнсайдер
Юность, страсть и бунт: 2 фильма, заставляющих взглянуть на своих детей иначе Юность, страсть и бунт: 2 фильма, заставляющих взглянуть на своих детей иначе

Фильмы, которые помогут родителям лучше понять своих детей-подростков

Psychologies
Звуковая диагностика Звуковая диагностика

В «Норникеле» научились определять неполадки на слух

ТехИнсайдер
Рост под санкциями Рост под санкциями

2022 год стал крайне сложным для экономики, но агросектор будет в плюсе

Агроинвестор
Уроки санскрита: что такое «кама мута» и как найти любовь в мелочах Уроки санскрита: что такое «кама мута» и как найти любовь в мелочах

Быть движимым любовью — что это за чувство и как оно наполняет жизнь смыслом?

Forbes
6 ошибок, которые ты совершаешь, когда наряжаешь елку 6 ошибок, которые ты совершаешь, когда наряжаешь елку

Как правильно наряжать ёлку?

Maxim
Книги Книги

Отношения предпринимателя со своим бизнесом и изнанка неочевидных индустрий

Правила жизни
Повесть о настоящем маленьком человеке Повесть о настоящем маленьком человеке

Гуманизм по Чарльзу Спенсеру Чаплину

Weekend
Как представить нового партнера детям: главные правила Как представить нового партнера детям: главные правила

Бояться познакомить детей со своим новым партнера — это нормально

Psychologies
Бластер для взрослых, мясо из биореактора и летающая доска: самые интересные технологические новинки уходящего года Бластер для взрослых, мясо из биореактора и летающая доска: самые интересные технологические новинки уходящего года

В конце этого года изобретатели смогли выпустить много новых девайсов

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
Иллюзия или реальность: почему на кладбище ночью светят могилы? Иллюзия или реальность: почему на кладбище ночью светят могилы?

Свет над могилами — души умерших?

ТехИнсайдер
Косметический секрет виноградной улитки: как добывают всемогущий муцин в промышленных масштабах? Косметический секрет виноградной улитки: как добывают всемогущий муцин в промышленных масштабах?

Если вы являетесь обладателем домашней улитки, не брезгуйте ее услугами

ТехИнсайдер
На стороне надежды На стороне надежды

Как Аки Каурисмяки превратил доброту в достоинство и достоинство в доброту

Weekend
У нас так принято У нас так принято

Любимые традиции – понятие, не лишенное магии.

VOICE
Загадка, которую ученые не могут разгадать уже 100 лет: что же случилось во Франции в ночь на 30 декабря 1902 года? Загадка, которую ученые не могут разгадать уже 100 лет: что же случилось во Франции в ночь на 30 декабря 1902 года?

В ночь на 30 декабря 1902 года жители Парижа проснулись от необычной тишины

ТехИнсайдер
Правила жизни Пеле Правила жизни Пеле

Правила жизни трехкратного чемпиона мира по футболу Пеле

Правила жизни
Почему Анастасия Волочкова называет своей судьбой каждого нового мужчину? Рассказывает астролог Почему Анастасия Волочкова называет своей судьбой каждого нового мужчину? Рассказывает астролог

Почему Анастасии Волочковой не везет в любви? Спрашиваем у астролога

VOICE
Открыть в приложении