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

В начале был громоотвод В начале был громоотвод

Люди всегда боялись грозы, сопровождаемой молниями. Кто подчинил их?

Дилетант
10 лекарственных препаратов, которые могут быть опасны для здоровья 10 лекарственных препаратов, которые могут быть опасны для здоровья

Антибиотики, статины, антидепрессанты — опасные лекарства?

ТехИнсайдер
Что произошло с Сибирью? Что произошло с Сибирью?

Почему осмыслить место Сибири в истории России непросто?

Дилетант
Улететь в лето Улететь в лето

Не торопитесь переноситься из сугробов под пальмы. Взвесьте все за и против

Здоровье
Дарья Мороз: «Я человек собранный, но чувствительный и ранимый» Дарья Мороз: «Я человек собранный, но чувствительный и ранимый»

Актриса Дарья Мороз – о персонажах и откровенных сценах в кино

VOICE
«Надо устроить человеческое житье» «Надо устроить человеческое житье»

О жизни и деятельности выдающегося чиновника Александра Кривошеина

Наука
Зимний пейзаж после боя Зимний пейзаж после боя

Весной 1938 года между СССР и Финляндией начались тайные переговоры

Дилетант
Шаолиньская философия изменений: как двигаться вперед — мнение воина-монаха Шаолиньская философия изменений: как двигаться вперед — мнение воина-монаха

Что на самом деле означает «жить настоящим»? Какие в этом есть преимущества?

Psychologies
Как сдать экзамен на права в ГИБДД с первого раза: инструкция Как сдать экзамен на права в ГИБДД с первого раза: инструкция

Что необходимо учесть, готовясь к получению водительских прав?

РБК
Отчего стареет иммунитет? Отчего стареет иммунитет?

Отчего стареет иммунитет, и можно ли это предотвратить?

Здоровье
Реальные Маугли: 5 жутких историй одичавших детей Реальные Маугли: 5 жутких историй одичавших детей

Истории детей, которые росли вне человеческого общества

ТехИнсайдер
Кино Кино

Пять фильмов, позволяющих иначе взглянуть на предпринимательство

Правила жизни
Что ему нужно Что ему нужно

Елена Альшанская рассказывает, чем можно помочь сиротам на самом деле

Новый очаг
Возвращение «черных лебедей» Возвращение «черных лебедей»

Угрозы мировой экономике и финансовой системе в 2023 году

Деньги
ИИ в ретейле, музыке, фармакологии: как Армения становится технологичной ИИ в ретейле, музыке, фармакологии: как Армения становится технологичной

Современная Армения — это не только туризм, но и центр высоких технологий

РБК
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
Суперфуды праздника Суперфуды праздника

Не забывай вовремя подзаряжать внутренние батарейки!

Лиза
Почему атлеты пьют много протеиновых коктейлей: не вредно ли это? Почему атлеты пьют много протеиновых коктейлей: не вредно ли это?

Протеин — просто белок, и которого много пользы при правильном употреблении

ТехИнсайдер
Наращивание ресниц: что нужно узнать перед тем, как решиться Наращивание ресниц: что нужно узнать перед тем, как решиться

Наращивание ресниц: как найти компетентного мастера и когда ресницы пора снимать

VOICE
МAXIM посмотрел «Аватар-2» и готов вынести вердикт, стоит ли смотреть фильм на большом экране МAXIM посмотрел «Аватар-2» и готов вынести вердикт, стоит ли смотреть фильм на большом экране

«Аватар-2»: Строили мы, строили и наконец построили

Maxim
Дорогу активному отдыху: 5 видов спорта, которыми можно заняться в новогодние каникулы Дорогу активному отдыху: 5 видов спорта, которыми можно заняться в новогодние каникулы

Каким видом спорта заняться зимой?

ТехИнсайдер
Изменение сознания: что такое ментальная революция и почему она так важна для нашего общества Изменение сознания: что такое ментальная революция и почему она так важна для нашего общества

Мир кардинально изменился, а вместе с ним — наша психика и мышление

Psychologies
Набирающие силу: женщины, за которыми мы будем следить в 2023 году Набирающие силу: женщины, за которыми мы будем следить в 2023 году

Список женщин, за которыми мы будем наблюдать

Forbes
Билет в никуда. Что делать, если рейс самолета отменили Билет в никуда. Что делать, если рейс самолета отменили

Почему самолет может остаться на земле и что в таком случае делать пассажиру

СНОБ
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
484 сантиметра на двоих: трагическая история любви самой высокой пары в мире 484 сантиметра на двоих: трагическая история любви самой высокой пары в мире

Как считаете, какого живется людям, чей рост составляет почти 2,5 метра?

ТехИнсайдер
5 модных марок из Вьетнама и Таиланда, за которыми стоит следить 5 модных марок из Вьетнама и Таиланда, за которыми стоит следить

Локальные азиатские модные бренды, которые интересно для себя открыть

Правила жизни
Как закончилась Вторая мировая война: все события, которые привели к победе Как закончилась Вторая мировая война: все события, которые привели к победе

Эти ключевые события в конечном итоге привели к завершению Второй мировой войны

ТехИнсайдер
Предпраздничный стресс Предпраздничный стресс

Как правильно распределить свои силы во время подготовки к Новому году?

Лиза
«Никто не думал, что продажа билетов — бизнес, а я это знал»: как устроена экономика билетного оператора Ticketmaster «Никто не думал, что продажа билетов — бизнес, а я это знал»: как устроена экономика билетного оператора Ticketmaster

Как комиссии в 40% от стоимости билета стали частью бизнес-модели Ticketmaster

VC.RU
Открыть в приложении