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
Гены, бактерии и… эволюция Гены, бактерии и… эволюция

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
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
Dao Leo Dao Leo

Два сомелье решили объединиться и открыть свой винный бар

Bones
Престижная школа Престижная школа

Как сервис Educate Online зарабатывает на желании учить детей за границей

Forbes
Жуткие открытки на Рождество: почему в XIX веке они были такими страшными Жуткие открытки на Рождество: почему в XIX веке они были такими страшными

Карточки прошлого были мрачнее, чем те, которыми мы обмениваемся сегодня

ТехИнсайдер
Вольный город Данциг и польская почта Вольный город Данциг и польская почта

Данциг существовал как независимое государство между двумя мировыми войнами

Дилетант
Голливудский режиссер уже больше 40 лет проповедует особый тип медитации. Попробуете? Голливудский режиссер уже больше 40 лет проповедует особый тип медитации. Попробуете?

Как улучшить свою жизнь? Ответ Дэвида Линча — медитируйте!

ТехИнсайдер
Томограф, рентген и сгоревшие папирусы Томограф, рентген и сгоревшие папирусы

Рукописи из Геркуланума можно было расшифровать высокотехнологическими методами

Наука
Как пользоваться социальными сетями без ущерба для психики: 4 правила Как пользоваться социальными сетями без ущерба для психики: 4 правила

Как обезопасить свое психическое здоровье, не отказываясь от соцсетей?

Psychologies
«Взломать старение» «Взломать старение»

Почему теперь мы сможем жить дольше

N+1
Жуткая история: почему люди панически боятся крыс? Жуткая история: почему люди панически боятся крыс?

Почему крысы до сих пор вызывают в людях панический страх и брезгливость?

ТехИнсайдер
«Доброе утро, монстр!»: истории об абьюзе и предательсве из кабинета психотерапевта «Доброе утро, монстр!»: истории об абьюзе и предательсве из кабинета психотерапевта

Отрывок из книги Кэтрин Гилдин «Доброе утро, монстр!»

Forbes
Яна Гладких: Яна Гладких:

Как Яна Гладких совмещает в себе две профессии — актрисы и режиссера

Караван историй
Как в 50 выглядеть на 30: моржевание и еще 4 секрета красоты нестареющей китаянки Как в 50 выглядеть на 30: моржевание и еще 4 секрета красоты нестареющей китаянки

Китаянка Лю Елинь доказала, что остановить старение вполне реально!

VOICE
Для красоты и здоровья: удивительные возможности меда Для красоты и здоровья: удивительные возможности меда

Мед можно применять не только в кулинарии

ТехИнсайдер
В 17 лет ею выстрелили из пушки. Потом она пела в опере и сломала спину: удивительная история В 17 лет ею выстрелили из пушки. Потом она пела в опере и сломала спину: удивительная история

Не все женщины сетуют на свою хрупкость

ТехИнсайдер
Искусство — это работа без причины Искусство — это работа без причины

Марина Акилова и ее дровяная печь анагама для обжига керамики

Seasons of life
Стабильность в эпоху потрясений Стабильность в эпоху потрясений

Как российские и мировые компании пытаются быть устойчивыми

РБК
Мастер-класс. Праздник своими руками Мастер-класс. Праздник своими руками

Венок – традиционное украшение во многих странах Европы

Лиза
Не дороже Lada Largus. Пять оригинальных моделей для большой семьи Не дороже Lada Largus. Пять оригинальных моделей для большой семьи

Toyota, Honda, Hyundai и другие — посмотрите на конкурентов Lada Largus

РБК
Виктория Вудхалл: прорицательница, суфражистка, финансистка и неудавшийся президент Виктория Вудхалл: прорицательница, суфражистка, финансистка и неудавшийся президент

Виктория Вудхалл — борец за права женщин и сторонница свободной любви

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
Тепло ли тебе, девица: что делать, если у вас с ним «замороженные отношения» Тепло ли тебе, девица: что делать, если у вас с ним «замороженные отношения»

Как определить, есть ли у вашей любви какое-нибудь будущее?

VOICE
Почему иногда не хватает воздуха и не получается глубоко вздохнуть Почему иногда не хватает воздуха и не получается глубоко вздохнуть

Почему порой становится тяжело дышать?

Лиза
3 ошибки в поисках счастья, которые нельзя совершать 3 ошибки в поисках счастья, которые нельзя совершать

О же чем нужно помнить, пытаясь построить счастливую жизнь?

Psychologies
5 крутых мест в Москве, о которых знают далеко не все москвичи 5 крутых мест в Москве, о которых знают далеко не все москвичи

Столичные локации для прогулок, про которые знают не все москвичи

Maxim
Помогает ли вера стать счастливее: мнения агностика, иудея и христианки Помогает ли вера стать счастливее: мнения агностика, иудея и христианки

Наши герои — о том, почему без своих убеждений не мыслят своей жизни

Psychologies
Для любителей умных метафор: как «1899» стал шоу, в котором ничего не происходит Для любителей умных метафор: как «1899» стал шоу, в котором ничего не происходит

«1899»: сериал, в котором интеллектуальных разговоров больше, чем драмы

Forbes
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
Открыть в приложении