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

Учить всему всех всеми Учить всему всех всеми

Нарастающее усложнение современного мира — это системный вызов образованию

Наука
Балабанов, Пелевин и Дэвид Боуи. Подводим итоги года в документальном кино Балабанов, Пелевин и Дэвид Боуи. Подводим итоги года в документальном кино

Главные документальные проекты 2022 года

СНОБ
Что произошло с Сибирью? Что произошло с Сибирью?

Почему осмыслить место Сибири в истории России непросто?

Дилетант
Почему жены подают на развод чаще, чем мужья: объяснение психотерапевта Почему жены подают на развод чаще, чем мужья: объяснение психотерапевта

Как сохранить союз, который оказался не таким идеальным, как вы представляли?

Psychologies
Принцип пирамиды Минто Принцип пирамиды Минто

Золотые правила мышления, делового письма и устных выступлений

kiozk originals
Как не переедать в новогодние праздники Как не переедать в новогодние праздники

Держим себя в форме во время праздников

Maxim
Мода на Восток Мода на Восток

Национальные особенности фэшн-бизнеса в Китае

Robb Report
Трезвый взгляд Трезвый взгляд

История девушки, которой удалось победить алкоголизм

VOICE
5 жутких фотографий, на которые попали призраки. Фотошоп или мистика? 5 жутких фотографий, на которые попали призраки. Фотошоп или мистика?

Этим людям казалось, что они позируют одни

ТехИнсайдер
«Женщинам важно объединяться»: как кризисные центры укрывают жертв домашнего насилия «Женщинам важно объединяться»: как кризисные центры укрывают жертв домашнего насилия

Как кризисные центры помогают женщинам, пережившим домашнее насилие

Forbes
Увидеть художника может каждый Увидеть художника может каждый

Как Жан Дюбюффе нашел доброту в искусстве аутсайдеров

Weekend
Что мешает осуществить мечту: 8 типичных ошибок и решений Что мешает осуществить мечту: 8 типичных ошибок и решений

Почему намерения и реальность часто не находят точек соприкосновения?

Psychologies
Страсти и чувства: о чем говорили женщины в философских салонах XVII–XVIII веков Страсти и чувства: о чем говорили женщины в философских салонах XVII–XVIII веков

Как красоту понимали философы XVII-го и XVIII века?

Forbes
Красная икра: как правильно выбрать, чтобы потом не было стыдно за новогодний стол Красная икра: как правильно выбрать, чтобы потом не было стыдно за новогодний стол

Как правильно выбрать икру?

ТехИнсайдер
Что делать, если мать мешает вам жить: интервью психотерапевта Что делать, если мать мешает вам жить: интервью психотерапевта

Что делать, если у вас слишком властная, ревнивая и гиперопекающая мать?

Psychologies
Предпраздничный стресс Предпраздничный стресс

Как правильно распределить свои силы во время подготовки к Новому году?

Лиза
Вечнодвижущаяся машина Вечнодвижущаяся машина

Вечный двигатель можно изобрести только в монастыре

Наука
Странная «Битва за Лос-Анджелес» времен Второй мировой войны показывает, насколько пугливы американцы Странная «Битва за Лос-Анджелес» времен Второй мировой войны показывает, насколько пугливы американцы

25 февраля 1942 американские военные открыли в небе Лос-Анджелеса шквал огня

ТехИнсайдер
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
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.
Немаваси, кайдзен, хансей: как японская философия помогает строить успешный бизнес Немаваси, кайдзен, хансей: как японская философия помогает строить успешный бизнес

Как японцы выстраивают стратегию управления бизнесом

Правила жизни
Искусство — это работа без причины Искусство — это работа без причины

Марина Акилова и ее дровяная печь анагама для обжига керамики

Seasons of life
Изменение сознания: что такое ментальная революция и почему она так важна для нашего общества Изменение сознания: что такое ментальная революция и почему она так важна для нашего общества

Мир кардинально изменился, а вместе с ним — наша психика и мышление

Psychologies
«Страх смерти выливается в отрицание покоя»: о чем книга «Водомерка» — прочитайте отрывок «Страх смерти выливается в отрицание покоя»: о чем книга «Водомерка» — прочитайте отрывок

Отрывок из красивого рефлексивного романа «Водомерка»

Psychologies
20 тревожных симптомов, что из ваших отношений уходит любовь 20 тревожных симптомов, что из ваших отношений уходит любовь

Проверьте не исчезает ли из ваших отношений то, что когда-то вас связало

Psychologies
Одна балерина и два великих князя Одна балерина и два великих князя

Матильде Кшесинской не раз доводилось оказываться в центре различных скандалов

Дилетант
Без полиции Без полиции

Как правильно оформить европротокол при ДТП

Лиза
Настоящий де Ла Моль Настоящий де Ла Моль

«Это был молодой человек лет двадцати четырёх — двадцати пяти»

Дилетант
Лишняя деталь: можно ли отказаться от ремня ГРМ в двигателе? Лишняя деталь: можно ли отказаться от ремня ГРМ в двигателе?

Газораспределительный механизм — неотъемлемая часть любого поршневого двигателя

ТехИнсайдер
Билет в никуда. Что делать, если рейс самолета отменили Билет в никуда. Что делать, если рейс самолета отменили

Почему самолет может остаться на земле и что в таком случае делать пассажиру

СНОБ
Открыть в приложении