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
И корабль не плывет. «Треугольник печали» — главный сатирический фильм года. Но это скорее заслуга года И корабль не плывет. «Треугольник печали» — главный сатирический фильм года. Но это скорее заслуга года

«Треугольник печали» — ехидное кино о круизном лайнере, который идет ко дну

Правила жизни
Что произошло с Сибирью? Что произошло с Сибирью?

Почему осмыслить место Сибири в истории России непросто?

Дилетант
Гараж особого назначения: мужское убежище или культурный миф? Гараж особого назначения: мужское убежище или культурный миф?

Как трансформировался гараж и какие тайны скрывались за его тяжелыми дверями?

Psychologies
Консерватор и консервант Консерватор и консервант

От «рыцаря без страха и упрёка» до «цепного пса режима» и обратно

Дилетант
Безусловная любовь Безусловная любовь

Новогодняя съемка с Полиной Гагариной и ее повзрослевшим сыном Андреем

OK!
Гимнастика для глаз: 10 полезных упражнений для улучшения зрения Гимнастика для глаз: 10 полезных упражнений для улучшения зрения

Специальная зрительная гимнастика

РБК
«Женщинам важно объединяться»: как кризисные центры укрывают жертв домашнего насилия «Женщинам важно объединяться»: как кризисные центры укрывают жертв домашнего насилия

Как кризисные центры помогают женщинам, пережившим домашнее насилие

Forbes
Безграничное будущее Безграничное будущее

Почему люди мечтают об объединении всех государств в одно

РБК
Аттила напал на Рим, спасая свой народ от голода Аттила напал на Рим, спасая свой народ от голода

Аттила повел своих воинов на Рим не за золотом, а за хлебом

ТехИнсайдер
6 удивительных способов улучшить здоровье сердца: что говорят кардиологи 6 удивительных способов улучшить здоровье сердца: что говорят кардиологи

Как уберечь себя и свое сердце с помощью простых привычек

ТехИнсайдер
«Кладовые солнца» калужской земли «Кладовые солнца» калужской земли

Болота. Много или мало их в России?

Наука и жизнь
От шота до хайбола От шота до хайбола

Что же и во что надо наливать?

Лиза
Голые люди и искусство: как менялось изображение наготы от эпохи к эпохе Голые люди и искусство: как менялось изображение наготы от эпохи к эпохе

Изображение наготы было важной составляющей искусства на протяжении всей истории

Psychologies
Трагическая смерть и удивительное воскрешение: почему Тим Бертон — большой художник Трагическая смерть и удивительное воскрешение: почему Тим Бертон — большой художник

Разбираемся в удивительной фильмографии Тима Бертона

Правила жизни
Как птица с копьем в горле решила парадокс, над которым ученые спорили тысячелетиями, от Аристотеля и до начала XIX века Как птица с копьем в горле решила парадокс, над которым ученые спорили тысячелетиями, от Аристотеля и до начала XIX века

Как один аист прояснил картину миграции птиц

ТехИнсайдер
Накануне праздников. Степан Степанян и правила форсирования водных преград Накануне праздников. Степан Степанян и правила форсирования водных преград

Как говорится в таких случаях, не пытайтесь повторить...

4x4 Club
Польза или пиар Польза или пиар

Какую косметику выпускают звезды Голливуда (разбираем состав с экспертом)

Лиза
Фрустрация: что делать и как предотвратить — полезные техники Фрустрация: что делать и как предотвратить — полезные техники

Как выработать к фрустрации устойчивый иммунитет?

Psychologies
Мария Ромчанова, Александра Шумилова: Cила в смешанных командах, в гендерном балансе Мария Ромчанова, Александра Шумилова: Cила в смешанных командах, в гендерном балансе

Чем женский стиль управления отличается от мужского?

СНОБ
Для чего повару бокал Для чего повару бокал

Вино работает как второй соус — может удачно подчеркнуть блюдо или наоборот

Bones
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
Что было бы, если бы беременность длилась три года Что было бы, если бы беременность длилась три года

Что происходило бы с женщинами, если бы срок беременности увеличился?

ТехИнсайдер
5 жутких фотографий, на которые попали призраки. Фотошоп или мистика? 5 жутких фотографий, на которые попали призраки. Фотошоп или мистика?

Этим людям казалось, что они позируют одни

ТехИнсайдер
Закусывать надо!.. Но правильно Закусывать надо!.. Но правильно

6 продуктов, которые нельзя совмещать с алкоголем

Лиза
«Мы не ожидали, что мир настолько жесток». Как не терять веру в людей и принимать происходящее «Мы не ожидали, что мир настолько жесток». Как не терять веру в людей и принимать происходящее

Как научиться принимать происходящее и не терять веру в окружающих?

Psychologies
Мясная сборная солянка Мясная сборная солянка

Суперкар с «мотором как у Audi» и «коробкой как у Skoda»

Автопилот
Суперфуды праздника Суперфуды праздника

Не забывай вовремя подзаряжать внутренние батарейки!

Лиза
Искусство — это работа без причины Искусство — это работа без причины

Марина Акилова и ее дровяная печь анагама для обжига керамики

Seasons of life
Стимуляция мозга улучшает работу кохлеарных имплантатов Стимуляция мозга улучшает работу кохлеарных имплантатов

Ученые нашли способ улучшить работу ушных имплантатов

ТехИнсайдер
Открыть в приложении