Число населения увеличивается с каждым днем, а вместе с ним растет производство различных приборов, техники и игрушек, работающих на батарейках и аккумуляторах. Все было бы не так плохо, если все аккумуляторы и батареи после использования отправлялись на переработку. Но к сожалению огромная часть попадает на свалку, отравляя окружающую среду. Чтобы спасти планету, ученые ищут безопасные аналоги. Сегодня мы расскажем о трех самых удивительных разработках, заменяющих вредные батареи.
На каждой батарейке есть значок с перечеркнутым мусорным ведром, однако это не мешает людям выбрасывать ее в урну. Попадая на свалку, батарейки разлагаются и выделяют опасные вещества, которые попадают в почву и загрязняют грунтовые воды. Также опасно их возгорание, что практически неизбежно на мусорных полигонах. В это время выделяются диоксиды и специфические газы.
Пока нет другого способа уберечь планету, кроме как сдавать на переработку использованные батарейки. Но наука не стоит на месте, и ученые уже сделали шаг к экологичному будущему, запустив пилотные проекты по созданию экобатареи.
Аккумуляторная батарея из ванилина
Журнал Angewandte Chemie International опубликовал результаты исследований ученых из TU Graz Грацского технического университета, в которых говорится о превращении ванилина в электролит для батарей.
Стефан Спирк из университета считает это открытие большим прорывом в области устойчивых технологий хранения энергии. Команда заменила токсичный жидкий электролит на ванилин.
Ванилин по большей части синтезируют из лигнина, составной части древесины, которая является побочным продуктом целлюлозно-бумажной промышленности. Ученые переработали лигнин в ванилин, а затем в окислительно-восстановительный материал без использования опасных и дорогих металлических катализаторов.
Технология уже запатентована, но необходимо наладить процесс производства. Команда планирует заняться строительством завода совмещенным с целлюлозной промышленностью, где будут добывать лигнин и производить экологичные жидкие аккумуляторы.
Аккумулятор из краба
Ученые из Мэрилендского и Хьюстонского университетов в поисках альтернативы современным батареям создали аккумулятор из вещества, которое находится в панцире ракообразных.
Аккумуляторы состоят из:
- анода;
- катода;
- электролита.
Современные батареи содержат токсичные вещества, а попадая на свалку представляют угрозу для окружающей среды и жизни человека. Команда американских химиков смогла создать электролит с использованием хитозана, производного вещества хитина, из которого состоит экзоскелет ракообразных. Хитозан нетоксичен и биоразлагаем. Его уже используют в качестве удобрений и очистки питьевой воды. Новым открытием стало использование хитозана в качестве электролита. Для этого в него добавили ионы цинка и использовали цинковые электроды. Как оказалось, такой аккумулятор имеет достаточно высокую энергоемкость, не подвержен самовозгоранию и сам разлагается за пять месяцев.
В составе аккумуляторов по-прежнему используется цинк, но ученые уже ищут ему замену, которую надеются найти в природе.
Съедобная батарея
Итальянские ученые создали полностью съедобную батарею, которую к тому же можно заряжать. Эта новость была опубликована в журнале Advanced Materials.
Исследовательская группа Марио Кайрони начала изучать электронные свойства пищевых продуктов, чтобы создать новые электронные материалы, которые можно будет съесть. Развитие в этой области может помочь в диагностике и лечении заболеваний ЖКТ. Одна из задач — создать пищевой источник энергии.
В качестве анода и катода исследовательская группа использовала рибофлавин (из миндаля) и кверцетин (из каперсов). Для увеличения электропроводности взяли активированный уголь. Сепаратор был из нори. Электроды поместили в пчелиный воск, откуда выходили два контакта из пищевого золота, расположенного на целлюлозе.
При попадании в человеческий организм батарея не вызывает проблем, так как работает при низком напряжении 0,65В. Батарея способна питать небольшие электронные устройства наподобие светодиодов, но в ограниченном времени.
Один из авторов исследования считает, что их разработка способна вдохновить ученых на создание экологичных батарей. Спрос на батареи только растет, соответственно происходит загрязнение планеты. Съедобная батарея может стать прорывом к чистому будущему.
Развитие новых съедобных электронных систем и продуктов может вытеснить литий-ионные батареи, которые сейчас так популярны.