Спецвозможности
Новости

В Великобритании создали аккумулятор для смартфона с использованием кукурузного крахмала, сахарного тростника и сахарной свеклы

18.04.2021
425
В Великобритании создали аккумулятор для смартфона с использованием кукурузного крахмала, сахарного тростника и сахарной свеклы фото, иллюстрация

Напечатанный на 3D-принтере «вегетарианский» аккумулятор может обеспечить более устойчивое питание устройств, чем его литий-ионный аналог. Кроме того, такая батарея — экологически чистый источник энергии электроды в ней сделаны из растительного крахмала и углеродных нанотрубок.

Об этом пишет propozitsiya.com со ссылкой на gsminfo.com.

Благодаря свойствам литий-ионных батарей их активно используют во всем мире в совершенно разных устройствах, но ученые постоянно ищут альтернативу.

При этом у батарей, представленных в настоящее время на рынке, электроды достаточно большой толщины и они лимитируют количество энергии, которую способны хранить и выделять. Казалось бы, наоборот — чем толще электроды, тем больше энергии сохраняет и отдает батарея. Но есть загвоздка: поэтому диффузия ионов лития через электрод ограничена, а сами аккумуляторы более склонны к растрескиванию, после которого их больше нельзя использовать.

С целью преодоления этих ограничений команда инженеров из Университета Глазго предусмотрела миниатюрные наноразмерные отверстия в электродах и на поверхности батареи. Это увеличило площадь поверхности электродов и внешней части аккумулятора без изменения внешних размеров и в конечном итоге помогло усилить емкость батареи.

Для создания батареи инженеры использовали 3D-принтер, чтобы можно было сделать поры строго определенного размера и в конкретных местах. 3D-принтер заправили специально разработанным материалом, состоящим из полимолочной кислоты, фосфата лития-железа и углеродных нанотрубок. Полимолочная кислота — биоразлагаемый материал из кукурузного крахмала, сахарного тростника и сахарной свеклы, что делает батарею пригодной для вторичной переработки.

В ходе эксперимента ученые напечатали три круглых электрода с разной толщиной 100, 200 и 300 микрон, и каждый из них они тестировали, комбинируя материалы и изменяя число углеродных нанотрубок, а также пористость.

Лучше всех показала себя батарея из самым толстым электродом (300 микрон) и пористостью 70% — ее удельная емкость составила 151 мАч/г. Чем она выше, тем больше энергии может хранить батарея, и в новом аккумуляторе этот показатель в 2-3 раза превышает удельную емкость литий-ионного аккумулятора с обычным электродом аналогичной толщины.

Сами авторы разработки полагают, что результаты довольно многообещающие. В литий-ионных батарей все же есть проблемы с устойчивостью и они не экологичны, поэтому очень важно искать новые пути создания более безопасных и эффективных аккумуляторов.

В конкретном случае 3D-принтер позволяет получить контроль над пористостью электродов, а это дает возможность максимально точно разработать новый материал с микроархитектурой, который способен устранить некоторые недостатки текущего поколения литий-ионных аккумуляторов. Полученные «вегетарианские» батареи обладают высокой удельной емкостью и отличным запасом циклов зарядки-разрядки, а это уже совсем немало.

Интервью
Максим Мартинюк  Держгеокадастр
По должности Максиму Мартинюку надлежит заботиться всеми землями государства. Поэтому первый вопрос к голове Госгеокадастра полностью понятен..  
Каролин Спаанс, советник по вопросам сельского хозяйства Посольства Королевства Нидерланды в Украине
Каролин Спаанс с августа 2016-му занимает должность советника по вопросам сельского хозяства Посольства Королевства Нидерланды в Украине. Мы решили поинтересоваться наиболее перспективными

1
0