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

Академик Леопольд Лобковский: я не увидел ответа в антропогенной теории потепления Академик Леопольд Лобковский: я не увидел ответа в антропогенной теории потепления

Академик Леопольд Лобковский: человек не виноват в глобальном потеплении

Наука
Истина — в спорах Истина — в спорах

Что делать, когда руководителей двое?

Bones
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
Что делать, если пробка от вина или шампанского сломалась: рабочие методы открыть бутылку Что делать, если пробка от вина или шампанского сломалась: рабочие методы открыть бутылку

Как добраться до напитка, если пробка в бутылке крошится и ломается

ТехИнсайдер
5 лучших рецептов от простуды, которые помогут тебе быстро прийти в форму 5 лучших рецептов от простуды, которые помогут тебе быстро прийти в форму

Как справиться с простудой своими силами

Лиза
Одним магом Одним магом

В детстве мы верим в чудеса, повзрослев – надеемся на них

Лиза
Смерть бессильного вождя Смерть бессильного вождя

Это был лидер страны, у которого из средств общения осталась только мимика

Дилетант
Как не выгореть перед новогодними праздниками: 3 совета — прислушайтесь к ним Как не выгореть перед новогодними праздниками: 3 совета — прислушайтесь к ним

Как не перегореть перед праздниками

Psychologies
Бодрой ночи Бодрой ночи

Что такое синдром «последнего дня года» и как с ним правиться?

Лиза
Сами и Александр Сами и Александр

«Новая игрушка»: ремейк социальной комедии с Пьером Ришаром

Weekend
Шрек с Уральских гор? Удивительная история рестлера, который, вероятно, стал прообразом знаменитого персонажа Шрек с Уральских гор? Удивительная история рестлера, который, вероятно, стал прообразом знаменитого персонажа

Несмотря на его необычную внешность, его называли "Французский ангел"

ТехИнсайдер
Возможна ли любовь по переписке: история читательницы и мнение юнгианского аналитика Возможна ли любовь по переписке: история читательницы и мнение юнгианского аналитика

Можно ли полюбить, не зная человека в реальной жизни?

Psychologies
Знакомим тебя с великолепными футболистками женской сборной России Знакомим тебя с великолепными футболистками женской сборной России

Знакомимся с прекрасной половиной российского футбола

Maxim
Как очистить память на айфоне: 7 способов Как очистить память на айфоне: 7 способов

Как избавиться от ненужных приложений и файлов на айфоне?

CHIP
Висяк творения Висяк творения

«Таинственное убийство»: безнадежная история реального нераскрытого преступления

Weekend
Аналитики, юнгианцы, гештальтисты, арт-терапевты и другие: какие бывают психологи? Аналитики, юнгианцы, гештальтисты, арт-терапевты и другие: какие бывают психологи?

Какие бывают специальности и направления в психологии?

Psychologies
«Рождественская звезда»: как ухаживать за пуансеттией — красивейшим растением ярко-красного цвета «Рождественская звезда»: как ухаживать за пуансеттией — красивейшим растением ярко-красного цвета

Пуансеттия — это рождественский кустарник ярко-красного цвета

ТехИнсайдер
Пока свои не успокоятся Пока свои не успокоятся

«Вампиры средней полосы»: отечественные кровопийцы сходятся с реальностью

Weekend
Природа цифровой зависимости: почему мы не расстаемся с «онлайном» и можно ли с этим что-нибудь сделать? Природа цифровой зависимости: почему мы не расстаемся с «онлайном» и можно ли с этим что-нибудь сделать?

Почему техника стала источником новой зависимости и как этим управлять.

ТехИнсайдер
Эмпатия, честность и уважение: 10 особенностей хороших родителей — мнение психоаналитика Эмпатия, честность и уважение: 10 особенностей хороших родителей — мнение психоаналитика

Какие качества отличают хороших родителей?

Psychologies
Искусство — это работа без причины Искусство — это работа без причины

Марина Акилова и ее дровяная печь анагама для обжига керамики

Seasons of life
Как правильно обращаться по имени: мнение психолога Как правильно обращаться по имени: мнение психолога

Как поступить, если не знаете, какую форму имени предпочитает собеседник

Psychologies
Чагырские неандертальцы побили мировой рекорд Чагырские неандертальцы побили мировой рекорд

Односемейный памятник доисторической культуры

Наука
10 серий за 1 день: что такое бинжвотчинг и почему он может быть опасен 10 серий за 1 день: что такое бинжвотчинг и почему он может быть опасен

В чем суть бинжвотчинга и как он сказывается на нашем ментальном здоровье?

Psychologies
Что такое Стокгольмский синдром? Что такое Стокгольмский синдром?

Почему развивается Стокгольмский синдром и почему у него такое название?

ТехИнсайдер
Напряженная семейная драма Мэри Бет Кин «Да — тогда и сейчас» Напряженная семейная драма Мэри Бет Кин «Да — тогда и сейчас»

Отрывок из семейной драме о неровном срыве

СНОБ
Гало-орбита: в ожидании полета человека Гало-орбита: в ожидании полета человека

Где можно сделать пересадку на Луну

Наука
Вокруг сказки Вокруг сказки

История одного проекта, рассказанная художницей и мамой

Новый очаг
7 фактов из жизни Владимира Сутеева 7 фактов из жизни Владимира Сутеева

Рассказываем о детском писателе и художнике Владимире Сутееве

Культура.РФ
За версту видно За версту видно

Откуда мы знаем, что рак — это рак

N+1
Открыть в приложении