Солнечные генераторы будут работать на борщевике 🌱
Ученые МГУ и «Сколтеха» создали материал для натрий-ионных батарей из борщевика. Со временем эту технологию можно будет применять на солнечных и ветрогенераторах.
Как все работает сейчас? Электроэнергию хранят в литий-ионных батареях. Литий добывают всего в нескольких странах, и стоит он дорого. Цена альтернативного вещества для батарей — натрия — в десятки раз меньше. Но чтобы перейти на натрий-ионные батареи, нужно найти материал для электродов. Именно этим и занялась группа исследователей из МГУ и «Сколтеха».
Положительные электроды делают из твердого углерода. Его можно производить из скорлупы орехов, макулатуры и других биологических отходов. В итоге исследователи решили убить двух зайцев сразу — избавиться от распространенного в России ядовитого сорняка — борщевика Сосновского — и заодно получить нужный материал.
Они попробовали три популярных способа синтеза твердого углерода из биомассы. Первый — нагрели ее до 1 300 градусов Цельсия в бескислородной атмосфере. Второй раз они повторили эксперимент, но предварительно промыли борщевик кислотами, чтобы удалить примеси металлов. Третий способ — сварили сорняк в закрытом реакторе с водой. Лучший твердый углерод получился во втором случае, с применением кислот.
Вообще качество анодного материала определяют по двум критериям — кулоновской эффективности и удельной емкости. Чем выше первый, тем меньше будет впустую тратиться энергия и изнашиваться батарея. Оказалось, что кулоновская эффективность твердого углерода из борщевика — 87%. Это один из лучших показателей по сравнению с материалами из другого сырья.
Удельная емкость показывает, сколько энергии может храниться в килограмме материала. Чем выше этот показатель, тем более компактной получится батарея. От этого зависит, в каких сферах ее можно будет применять.
По удельной емкости твердый углерод из борщевика проигрывает конкурентам. Такие батареи не получится использовать в электромобилях, но зато можно в солнечных и ветрогенераторах, где размер не играет ключевую роль ☀️
