Дешевые зеленые батареи на гнилых яблоках
Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) предложили вариант использования гнилых яблок, создав дешевую и высокопроизводительную натрий-ионную батарею, что делает зеленую технологию еще зеленее.
Изобретение может найти применение в сетевом хранении энергии и, после дальнейшего развития, конкурировать с литий-ионными аккумуляторами для питания портативной электроники и небольших электромобилей.
Неправильный размер, неравномерный цвет или с другими внешними недостатками, такие яблоки часто отбраковываются после сбора урожая и отправляются прямо в утилизацию, так как слишком быстро портятся, чтобы даже использоваться в качестве корма для скота.
Команда во главе с профессором Стефано Пассерини (Stefano Passerini) и доктором Даниэлем Буххольц (Daniel Bucholz), однако, нашла новое назначение этим яблокам, высушивая и используя их содержимое, которое на 95 процентов является углеродом, чтобы создать «гиперплотный углерод», дешевый, но высокопроизводительный электродный материал.
Созданный анод на основе углерода имеет удельную емкость 230 мАч / г и демонстрирует незначительную деградацию даже после 1000 циклов зарядки и разрядки. Кулоновская эффективность электродов, которая отражает насколько легко заряд может проходить через него (какой процент емкости безвозвратно теряется при цикле заряд-разряд.), стабилизировалась на очень высокой отметке 99,1 процента.
Кроме того, исследователи также разработали высокопроизводительный, экологически чистый катод для своей батареи. Разместив нескольких слоев оксида натрия друг на друге, они получили материал с сопоставимой производительностью для литий-ионных катодов, но который сохраняет 90,2 процента заряда после 600 циклов и демонстрирует впечатляющий кулоновский КПД более 99,9 процента.
Литий-ионные аккумуляторы могут предоставить много энергии в малом объёме, но они также содержат дорогие и опасные материалы, такие как кобальт. Натрий-ионные аккумуляторы, с другой стороны гораздо дешевле, изготовлены из обильно доступных и зеленых материалов, и приближаются по производительности к своим коллегам.
«Натрий-ионные аккумуляторы на 20 процентов отстают в производительности, чем литиевые и на 20 процентов меньше по стоимости за кВтч», сказал Пассерини.
«Мы предполагаем, что новые катодные материалы могут быть разработаны настолько хорошо, что по своей производительности не уступать тем, которые используются для литий-ионных батарей. Натрий-ионные аккумуляторы пока не являются коммерчески доступными. Тем не менее, гиперплотный углерод, как ожидается, станет наиболее перспективным анодным материалом, потому что это дешево».
Facepla.net по материалам: kit.edu