Российские ученые создали аккумуляторы из морских водорослей
Российские ученые нашли новый, более экологичный способ производства аккумуляторов. На замену литий-ионным батареям уже скоро может прийти природный аналог. И для него нужен всего один компонент, который не только легкодобываемый, но еще в разы дешевле редкоземельного металла. Подробнее – в сюжете корреспондента РЕН ТВ Евгения Подтергеры.
В руках сотрудника лаборатории буро-красное сено и, возможно, решение одной из глобальных энергетических проблем человечества. Дальневосточные ученые придумали, как сделать из "рыжей мочалки" элемент для аккумулятора будущего.
Ученые всего мира вот уже много лет бьются над задачей, чем заменить в аккумуляторах литий. Несколько лет назад японцы предложили использовать натрий, но аккумуляторы у них получились слабенькие.
Вот как устроен обычный аккумулятор: анод из меди или графита (в современных версиях) и катод из алюминия – два разно заряженных полюса. Между ними – мембрана. Все это в активной химической среде. В обычных аккумуляторах электрический заряд от плюса к минусу переносит литий, и возникает электрический ток. В натрий-ионных то же самое делает натрий.
"В шторм побережье Японского моря буквально усыпано бурыми водорослями. Тысячи тонн этой биомассы буквально гниют под ногами. Арендаторы пляжей вынуждены все это убирать и терпеть убытки. Знали бы они, насколько это ценный ресурс", – рассказал корреспондент.
Именно из этих неказистых морских растений ученые и делают специальное покрытие для анода своих аккумуляторов. Водоросли сушат, отжигают по особой системе в разных температурных режимах, получают твердый углерод – ближайший родственник алмазов.
"Производим мы все наши исследования в инертной среде. Здесь бокс заполнен аргоном инертным газом", – дополнил Назар Зайцев, младший научный сотрудник лаборатории функциональных и электрохимически активных материалов ИХ ДВО РАН.
Этот состав наносят в особой камере на один из полюсов аккумулятора, дальше все как обычно, и батарея будущего готова.
"По тем характеристикам, что мы получаем, мы полностью конкурентноспособны. Мы достигли тех характеристик, которые предлагаются исследователями и разработчиками аналогичных материалов", – сообщил Денис Опра, заведующий лабораторией функциональных и электрохимически активных материалов ИХ ДВО РАН.
Основное преимущество этой разработки – стоимость. Запасы лития в мире небольшие – редкоземельный металл. На сегодня его добывают только шесть стран в мире. Есть он и в России. Добыча сложная и затратная. В итоге стоимость лития на мировом рынке сейчас колеблется в районе 10–12 тысяч долларов за тонну. Натрий распространен повсеместно. Стоит 35 долларов за тонну.
Бурые и красные водоросли – вообще никто никогда не считал. Известно только, что их основные запасы сосредоточены в российских территориальных водах.
"С Охотского моря начинаются пояса бурых водорослей и они тянутся примерно до Желтого моря в нашем Северном полушарии", – рассказал Анатолий Соколов, старший научный сотрудник отдела содержания гидробионтов дальневосточных морей Приморского океанариума.
Уже сейчас аккумуляторы, которые делают в лаборатории, по характеристикам не уступают обычным и применятся могут везде – от электроприборов, смартфонов, до автомобилей самолетов и космических аппаратов.
Есть у них, кроме цены, и еще одно серьезное преимущество – безопасность. Натрий-ионный аккумулятор не замыкает, когда разряжен. А значит, не может взорваться.