Учёные из Texas A&M предложили новую концепцию аккумулятора, который может быть полностью изготовлен из природных, биоразлагаемых компонентов — без применения тяжёлых металлов и нефтехимии. По их замыслу, такой аккумулятор должен стать экологически более щадящей альтернативой привычным литий-ионным системам.
В основу новой разработки легли вещества, широко распространённые в живых организмах: рибофлавин (витамин В2) и аминокислота L-глутаминовая кислота. Эти компоненты используются в роли ключевых элементов электродов. В статье университета отмечается, что соединения синтезированы из возобновляемых природных источников и потенциально могут быть разложимы или перерабатываемы после окончания срока службы батареи.
Традиционные литий-ионные аккумуляторы зависят от редких и потенциально токсичных металлов, а также сложных технологий производства. В отличие от них, предложенное решение ориентировано на снижение воздействия на окружающую среду и облегчённое утилизационное обращение. Исследователи подчеркивают, что экологические преимущества такого подхода потенциально велики, но пока остаётся открытым ряд практических вопросов.
Главным из таких вопросов является энергетическая ёмкость и долговечность. В материале Texas A&M указано, что пока что новая батарея демонстрирует рабочие характеристики на уровне лабораторных образцов и требует дальнейших испытаний и доработок. Также нужно решить задачу стабильности работы под реальными нагрузками, сроков циклов заряд/разряд, срока хранения заряда, а также методов масштабного производства, соответствующих промышленным стандартам.
В качестве предварительных деталей отмечается, что электролит в новой конструкции может быть водным, а другие вспомогательные материалы — также на биологической основе. В смежных публикациях упоминаются концепции, где для сепараторов или контактов используют нори-водоросли, воск пчелиный или пищевые компоненты, ориентируясь на биоразлагаемость и минимальное экологическое бремя.
Авторы разработки подчёркивают, что если концепцию удастся довести до коммерческого уровня, она может радикально изменить сегмент накопления энергии — особенно в тех случаях, где экологическая устойчивость критична. Однако они также признают, что остаются технологические барьеры, прежде чем такая батарея сможет конкурировать с традиционными решениями на рынке.
Переход к аккумуляторам на основе природных материалов может стать шагом в сторону более эффективной и чистой энергетики, улучшая перспективы утилизации, снижая зависимость от редких и вредных материалов и смягчая экологические последствия массового производства батарей.
