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

Реформа армии Реформа армии

Петр I провел радикальную реформу армии по европейскому образцу

Дилетант
13 самых глупых ошибок при употреблении алкоголя 13 самых глупых ошибок при употреблении алкоголя

Как пить ответственно

Maxim
Что произошло с Сибирью? Что произошло с Сибирью?

Почему осмыслить место Сибири в истории России непросто?

Дилетант
6 самых необычных вещей, которые были найдены на местах кораблекрушений 6 самых необычных вещей, которые были найдены на местах кораблекрушений

Морские археологи постоянно находят что-то интересное! Самые необычные находки

ТехИнсайдер
Симулятор войны Симулятор войны

Современные дети не играют в войну, зато в нее играют их родители

Популярная механика
«Соглашаясь с ролью любовницы, я потеряла три года»: откровенная история читательницы «Соглашаясь с ролью любовницы, я потеряла три года»: откровенная история читательницы

Любовь слепа и не оставляет нам возможности противостоять чувствам?

Psychologies
Как болельщики императора свергали Как болельщики императора свергали

Спортивные игры – идеальная среда для социального взрыва

Вокруг света
Еще поучусь: 5 признаков синдрома самозванца и как с ними бороться Еще поучусь: 5 признаков синдрома самозванца и как с ними бороться

Как бороться с «самозванцем» и можно ли выиграть с ним борьбу?

Psychologies
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.
«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
Цикорий: польза и вред Цикорий: польза и вред

Цикорий — полезная альтернатива кофе

VOICE
Приседания: элементарно и эффективно. Неожиданная польза простого упражнения Приседания: элементарно и эффективно. Неожиданная польза простого упражнения

Мало кто знает, насколько приседания полезны для организма и здоровья

Лиза
Банк-рок Банк-рок

Маркетингово-философский триллер с элементами паранормального

Правила жизни
Вот что спасет женщин от перелома шейки бедра: несколько продуктов и советы ученых Вот что спасет женщин от перелома шейки бедра: несколько продуктов и советы ученых

Белок и чашка кофе: что может снизить риск перелома бедра у женщин

ТехИнсайдер
Юлия Снигирь и Евгения Добровольская о фильме «Время года зима» и женщинах в кино Юлия Снигирь и Евгения Добровольская о фильме «Время года зима» и женщинах в кино

Юлия Снигирь и Евгения Добровольская — о том, как женщины меняют российское кино

Forbes
Ученые надеются вырастить северного белого носорога из кусочка его кожи Ученые надеются вырастить северного белого носорога из кусочка его кожи

Ученые создали первичные зародышевые клетки из плюрипотентных стволовых клеток

ТехИнсайдер
Не вчера родился: что такое промывание мозгов и скрытое предубеждение Не вчера родился: что такое промывание мозгов и скрытое предубеждение

Глава из книги «Не вчера родился: наука о том, кому мы доверяем и во что верим»

Forbes
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
Как стирать шубу из искусственного меха: базовые правила по уходу, которые сохранят идеальный внешний вид вещи Как стирать шубу из искусственного меха: базовые правила по уходу, которые сохранят идеальный внешний вид вещи

Рассказываем об основных правилах ухода за верхней одеждой из экомеха

ТехИнсайдер
Ругательства, которых не хватает русскому языку Ругательства, которых не хватает русскому языку

Самые витиеватые иностранные ругательства

Maxim
Открытая акустика Открытая акустика

Игорь Яковенко — об иллюзорности границ между техническим и творческим

Seasons of life
Смена декораций Смена декораций

Новогоднее настроение приходит тогда, когда мы начинаем украшать дом

Лиза
Как понять, что вас не слушают: 3 общие фразы — неожиданные выводы ученых Как понять, что вас не слушают: 3 общие фразы — неожиданные выводы ученых

Слушать и слышать — не одно и то же

Psychologies
Можно ли увеличить выработку серотонина самостоятельно Можно ли увеличить выработку серотонина самостоятельно

Концепция "повышения" уровня серотонина может показаться привлекательной

ТехИнсайдер
10 самых необычных праздничных печений со всего мира 10 самых необычных праздничных печений со всего мира

Хрустики, пиццелле, ванильный рогалик и другие необычные печенья

ТехИнсайдер
Его глаза: как найти и потерять мужа в отеле Его глаза: как найти и потерять мужа в отеле

Гостья отеля была уверена, что живет с бывшим мужем, но все оказалось иначе

Правила жизни
Гид от стилиста: как научиться разбираться в трендах и быть модной Гид от стилиста: как научиться разбираться в трендах и быть модной

Если ты хочешь научиться разбираться в моде, нужно держать руку на пульсе

VOICE
Олово для европейской бронзы 2000 лет назад добывали в горах Узбекистана Олово для европейской бронзы 2000 лет назад добывали в горах Узбекистана

Подводные раскопки корабля, затонувшего у побережья Турции 2000 лет назад

ТехИнсайдер
Новый русский Новый русский

Правда ли, что мы стали менее вежливыми?

Grazia
Кофе — спасение от диабета? Удивительные свойства напитка! Кофе — спасение от диабета? Удивительные свойства напитка!

Регулярное употребление кофе может оказаться полезным для женщин

ТехИнсайдер
Открыть в приложении