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

Харакири по всем правилам Харакири по всем правилам

6 марта 1929 года произошло событие, которое взбудоражило всю Москву

Дилетант
Владимир Слипенькин — о том, как сегодня развиваются предприятия в Московской области Владимир Слипенькин — о том, как сегодня развиваются предприятия в Московской области

О новом витке развития инфраструктуры и производств

СНОБ
Что произошло с Сибирью? Что произошло с Сибирью?

Почему осмыслить место Сибири в истории России непросто?

Дилетант
Девчонки и мальчишки, а также их родители. Вечная жизнь «Ералаша» Девчонки и мальчишки, а также их родители. Вечная жизнь «Ералаша»

«Ералаш» — одно из самых необычных явлений в истории мирового кинематографа

СНОБ
Мертвый язык Мертвый язык

«...мертвым он был в самом прямом смысле, речь шла о языке мертвых!»

Вокруг света
Фото на документы Фото на документы

Фотографии прошлых дней: модели самолетов и починка «Волги»

Автопилот
Правило чайной ложки Правило чайной ложки

Переборщив с косметикой, легко создать себе неприятности

Добрые советы
«Я похудела на 4 кг. Муж доволен!»: Мария Кравченко рассказала, как съемки в сериале сказались на ее личной жизни «Я похудела на 4 кг. Муж доволен!»: Мария Кравченко рассказала, как съемки в сериале сказались на ее личной жизни

Мария Кравченко – о своей роли хозяйки веганского кафе

VOICE
Найдено многообещающее средство от депрессии. Секрет — в сочетании медикамента и компьютерной программы Найдено многообещающее средство от депрессии. Секрет — в сочетании медикамента и компьютерной программы

Как простые упражнения на компьютере могут помочь в лечении депрессии

Psychologies
Неисправимая ошибка Эйзенхауэра: как был казнён дезертир Эдди Словик Неисправимая ошибка Эйзенхауэра: как был казнён дезертир Эдди Словик

За что неудачливый солдат из Детройта получил высшую меру наказания?

ТехИнсайдер
Ошибка релоканта Ошибка релоканта

Нужно разобраться с тем, как начинать новую жизнь. Как бы она ни называлась

Men Today
«Слово фюрера в каждый дом» «Слово фюрера в каждый дом»

Главным орудием нацистской пропаганды в Третьем рейхе было радио

Дилетант
«Глупо вкачивать филлеры в щеки!»: Дарья Повереннова раскрыла свои секреты красоты «Глупо вкачивать филлеры в щеки!»: Дарья Повереннова раскрыла свои секреты красоты

Дарья Повереннова рассказала, что помогает ей поддерживать себя в тонусе

VOICE
У истоков атомной бомбы: кто же был У истоков атомной бомбы: кто же был

Кто работал над атомной бомбой?

ТехИнсайдер
Нина Агишева: «Франкенштейн и его женщины. Пять англичанок в поисках счастья» Нина Агишева: «Франкенштейн и его женщины. Пять англичанок в поисках счастья»

Отрывок из книги о запутанных любовных треугольниках и литературе

СНОБ
Плевое дело! Плевое дело!

Как лечить ячмень и что делать, чтобы проблема не повторялась

Лиза
«Письмо молодому мне»: трогательное послание футболиста Пеле «Письмо молодому мне»: трогательное послание футболиста Пеле

В 2016 году Пеле написал откровенное послание — самому себе в юности

Psychologies
Как увеличить скорость интернета: 10 способов Как увеличить скорость интернета: 10 способов

Как увеличить скорость интернета через роутер и при прямом подключении к сети

CHIP
Сколько раз США официально вступали в военные конфликты под разными предлогами Сколько раз США официально вступали в военные конфликты под разными предлогами

Когда США объявляла военное положение?

ТехИнсайдер
5 способов быстро сварить свеклу, сохранив все полезные витамины 5 способов быстро сварить свеклу, сохранив все полезные витамины

Как быстро и правильно сварить свёклу, чтобы она не потеряла полезных свойств

ТехИнсайдер
Совместные роды: вред или польза для отношений? Совместные роды: вред или польза для отношений?

Что такое партнерские роды и как они влияют на отношения

Psychologies
Истина — в спорах Истина — в спорах

Что делать, когда руководителей двое?

Bones

После рекламной кампании Balenciaga фотограф подвергся потоку гневных писем

Правила жизни
Что чувствует ко мне мужчина? Что чувствует ко мне мужчина?

9 способов понять наверняка чувства мужчины к тебе

Лиза
Бес купюр Бес купюр

Художники изобразили, как представляют себе отношения человека и денег

Правила жизни
Как принимать решения — головой или сердцем: 9 вопросов и ответов Как принимать решения — головой или сердцем: 9 вопросов и ответов

Чем лучше руководствоваться, принимая то или иное решение?

Psychologies
Правила жизни Пеле Правила жизни Пеле

Правила жизни трехкратного чемпиона мира по футболу Пеле

Правила жизни
Повседневное фантазирование: как и зачем мы придумываем другую жизнь — 4 интересных факта Повседневное фантазирование: как и зачем мы придумываем другую жизнь — 4 интересных факта

Что воображает о вас человек, сидящий в метро напротив?

Psychologies
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
Нам может повезти друг с другом Нам может повезти друг с другом

Пэтч Адамс о том, почему почему смешить людей — серьезная работа

Seasons of life
Открыть в приложении