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

Карл XII: один против всех Карл XII: один против всех

Почему же Швеция проиграла Северную войну?

Дилетант
Откуда берется страх смерти и как его преодолеть? Откуда берется страх смерти и как его преодолеть?

Почему так важно говорить о смерти — особенно с теми, кто к ней близок?

Psychologies
Вечные опоры Вечные опоры

Два века назад железнодорожные виадуки связали разобщенные регионы мира

Вокруг света
Амосова Амосова

Коллекционер Анна Амосова показывает, как сделать арт плюс фэшн в интерьере

Собака.ru
Свобода лучше, чем несвобода Свобода лучше, чем несвобода

Анджела Дэвис почти полвека остаётся иконой борьбы с несправедливостью

Дилетант
Как создать канал в Телеграме: инструкция для смартфонов и компьютеров Как создать канал в Телеграме: инструкция для смартфонов и компьютеров

Изучите наши советы о том, как создать собственный канал в Телеграме

CHIP
Работает как часы Работает как часы

Как составить рацион, который будет поддерживать нормальную работу ЖКТ

Лиза
Без полиции Без полиции

Как правильно оформить европротокол при ДТП

Лиза
Дружба с Пушкиным и вражда с Крыловым: шесть русских писательниц XVIII–XIX веков Дружба с Пушкиным и вражда с Крыловым: шесть русских писательниц XVIII–XIX веков

Современники относились к ним предвзято, а потомки почти забыли

Forbes
Лучи Светланы: как популярное женское имя стало символом электрификации Лучи Светланы: как популярное женское имя стало символом электрификации

Как имя романтической героини Светланы стало символом строительства коммунизма

Forbes
Ни в какие ворота: самые грубые и неприятные вещи, которые можно сделать в чужом доме (и даже не заметить!) Ни в какие ворота: самые грубые и неприятные вещи, которые можно сделать в чужом доме (и даже не заметить!)

Некоторые правила этикета неочевидны, но все же стоит их усвоить

VOICE
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
Когда закончились сказки: 5 книг для увлекательного чтения вместе с детьми Когда закончились сказки: 5 книг для увлекательного чтения вместе с детьми

Собрали «растущую» библиотеку полезных книг для детей

ТехИнсайдер
Только сатану не призвали. История самой страшной рок-группы Только сатану не призвали. История самой страшной рок-группы

Необычные перформансы и рок: группу Mayhem сложно переплюнуть

ТехИнсайдер
Вперед к успеху: 4 шага, чтобы получить от жизни все, — попробуйте прямо сейчас Вперед к успеху: 4 шага, чтобы получить от жизни все, — попробуйте прямо сейчас

Предлагаем маршрут по самосовершенствованию, состоящий из четырех шагов

Psychologies
Осторожно, опасное саморазвитие: как распознать некачественный тренинг личностного роста — 5 признаков Осторожно, опасное саморазвитие: как распознать некачественный тренинг личностного роста — 5 признаков

Какие подводные камни могут ожидать на пути самосовершенствования?

Psychologies
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
За что увольняют шефов За что увольняют шефов

Несправедливость принимает совершенно неожиданные, а иногда даже забавные формы

Bones
Вектор аграрных инвестиций Вектор аграрных инвестиций

Какие направления аграрных инвестиций самые привлекательные?

Агроинвестор
«Терпеть — это не ваша должностная обязанность» «Терпеть — это не ваша должностная обязанность»

Как выйти из токсичных трудовых отношений (и не потерять работу)

Inc.
Правила бани Правила бани

Как сделать процесс парения в бане еще более полезным и приятным

Новый очаг
Чемпионат эмира: как футбол обеспечивает национальную безопасность Катара Чемпионат эмира: как футбол обеспечивает национальную безопасность Катара

Как Катар сохраняет свою независимость в непростом окружении

Forbes
«Кто-то должен быть здесь»: Женя Беркович о цензуре в театре и решении остаться «Кто-то должен быть здесь»: Женя Беркович о цензуре в театре и решении остаться

Театральная режиссерка Женя Беркович — о работе в театре и удочерении

Forbes
Дела сердечные: какой тип людей после 40 лет ждет гипертония? Проверьте, не в их ли вы числе Дела сердечные: какой тип людей после 40 лет ждет гипертония? Проверьте, не в их ли вы числе

Почему взрослеющим людям жизненно важны физические нагрузки?

ТехИнсайдер
Все, что вы хотели знать о похмелье, но боялись спросить Все, что вы хотели знать о похмелье, но боялись спросить

Что делать до, во время и после вечеринки, чтобы не было мучительно больно

Правила жизни
Территория стиля Территория стиля

Креативный и модный интерьер арт–пространства Biart

SALON-Interior
Безусловная любовь Безусловная любовь

Новогодняя съемка с Полиной Гагариной и ее повзрослевшим сыном Андреем

OK!
Все будет хорошо. Сююмбике Давлет-Кильдеева — о надежде и правде Все будет хорошо. Сююмбике Давлет-Кильдеева — о надежде и правде

Сююмбике Давлет-Кильдеева — о том, что на самом деле значит «все хорошо»

РБК
История браузера на телефоне: как посмотреть и почистить История браузера на телефоне: как посмотреть и почистить

Как посмотреть историю в самых популярных мобильных браузерах

CHIP
Маршрутизация на дому: как настроить роутер? Маршрутизация на дому: как настроить роутер?

Rак настроить роутер, чтобы он раздавал интернет на все устройства в вашей сети

CHIP
Открыть в приложении