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

Что произошло с Сибирью? Что произошло с Сибирью?

Почему осмыслить место Сибири в истории России непросто?

Дилетант
Могут ли мужчины беременеть и вынашивать детей Могут ли мужчины беременеть и вынашивать детей

Как мужчины вообще могут забеременеть? Почему беременность для них так опасна?

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

Рукописи из Геркуланума можно было расшифровать высокотехнологическими методами

Наука
«Загадочная история Бенджамина Баттона»: версии Фицджеральда и Финчера «Загадочная история Бенджамина Баттона»: версии Фицджеральда и Финчера

Как Дэвид Финчер снимал «Загадочную историю Бенджамина Баттона»

СНОБ
Московский Нострадамус Московский Нострадамус

Это имя уже почти три столетия служит синонимом тайных знаний

Дилетант
13 самых глупых ошибок при употреблении алкоголя 13 самых глупых ошибок при употреблении алкоголя

Как пить ответственно

Maxim
День и ночь День и ночь

Пример продуманной функциональности и нескучного минимализма с яркими акцентами

SALON-Interior
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
«Русские коллекционеры сильно переплачивают»: что нам дает знание арт-рынка Фландрии «Русские коллекционеры сильно переплачивают»: что нам дает знание арт-рынка Фландрии

Как знание истории фламандского арт-рынка помогает понять искусство Рубенса

Forbes
Заморский принцип Заморский принцип

В отношениях с человеком из другой страны много плюсов, но есть и сложности

VOICE
Как побороть страх публичных выступлений: 10 простых советов Как побороть страх публичных выступлений: 10 простых советов

Как снизить тревогу перед выступлением

Inc.
Живописец пустоты: Алексей Балабанов в документальном фильме Любови Аркус Живописец пустоты: Алексей Балабанов в документальном фильме Любови Аркус

«Балабанов. Колокольня. Реквием» — фильм о народном режиссере России

Forbes
Ега-биха и родная речь Ега-биха и родная речь

Рассказ, в котором автор исследует путь блудной родной речи к отчему дому

Grazia
Топ-5 продуктов, которые блокируют рост раковых клеток: только научные данные Топ-5 продуктов, которые блокируют рост раковых клеток: только научные данные

То, что вы едите, может кардинально повлиять на многие аспекты вашего здоровья

ТехИнсайдер
Не можешь жить без включенного телевизора? Вот чем это опасно! Не можешь жить без включенного телевизора? Вот чем это опасно!

Считаешь, что тишина — это ужасно?

VOICE
Ценные кадры Ценные кадры

Куда же движется главное из искусств

Men Today
Едим дома Едим дома

Как выбрать подходящий сервис доставки готовой еды

Лиза
Десять лет после детства Десять лет после детства

«Клипмейкеры»: Григорий Константинопольский реконструирует свои 90-е

Weekend
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
Чудо Хануки Чудо Хануки

Рассказ о ханукальном чуде, произошедшем во II веке до н.э.

Grazia
Новые древние: пращур тирекса, предтеча титанов и утконосая ведьма Новые древние: пращур тирекса, предтеча титанов и утконосая ведьма

Новый вид тираннозавридов, даурский дракон и другие новые доисторические ящеры

N+1
Штурманы подземелья Штурманы подземелья

Маркшейдеры — специалисты, знающие, как проложить дорогу под землей

ТехИнсайдер
«Я старше всех в команде»: история тестировщицы, сменившей профессию почти в 40 лет «Я старше всех в команде»: история тестировщицы, сменившей профессию почти в 40 лет

QA-инженер рассказала о смене профессии в зрелом возрасте

VC.RU
Ком в горле: как эмоции связаны с телом Ком в горле: как эмоции связаны с телом

Как наши эмоции влияют на самочувствие и как избавиться от горлового зажима

Psychologies
В СССР он был вкуснее, его делали «из дичи» и еще 5 удивительных фактов о майонезе В СССР он был вкуснее, его делали «из дичи» и еще 5 удивительных фактов о майонезе

В XIX веке майонез был не только соусом, но и семейством самостоятельных блюд

Maxim
«Никто не думал, что продажа билетов — бизнес, а я это знал»: как устроена экономика билетного оператора Ticketmaster «Никто не думал, что продажа билетов — бизнес, а я это знал»: как устроена экономика билетного оператора Ticketmaster

Как комиссии в 40% от стоимости билета стали частью бизнес-модели Ticketmaster

VC.RU
Новая книга Стивена Пинкера: «Рациональность. Что это, почему нам ее не хватает и чем она важна» Новая книга Стивена Пинкера: «Рациональность. Что это, почему нам ее не хватает и чем она важна»

Отрывок из книги популяризатора науки Стивена Пинкера о рациональности

СНОБ
Режиссеры Аарон Мурхед и Джастин Бенсон — о фильме «Сверхъестественное: Знаки» и о забракованных идеях Режиссеры Аарон Мурхед и Джастин Бенсон — о фильме «Сверхъестественное: Знаки» и о забракованных идеях

Режиссеры Аарон Мурхед и Джастин Бенсон — о студийных проектах и DIY-кино

Правила жизни
10 удивительных фактов о снеге — вы будете поражены! 10 удивительных фактов о снеге — вы будете поражены!

Может показаться, что о снеге вам известно абсолютно все

ТехИнсайдер
Как это произошло?! 10 страшных фотографий, сделанных за несколько минут до смерти Как это произошло?! 10 страшных фотографий, сделанных за несколько минут до смерти

Эти снимки подтверждают, что наша жизнь слишком непредсказуема

ТехИнсайдер
Открыть в приложении