Экологически чистый Li-ion аккумулятор
Исследователи из Университета Райса, городского колледжа Нью-Йорка и научно-исследовательской лаборатории армии США нашли новый более экологически чистый способ производства Li-ion аккумуляторов. За основу они решили взять живые растения.
Новые нетоксичные материалы, используемые учеными для производства аккумуляторов, извлекаются из корня марены красильной. Это пурпурин, красный и желтый краситель. В настоящее время для формирования катода аккумуляторов используют оксид кобальта (LiCoO2). Однако добыча самого кобальта и последующее сочетание его с литием – достаточно дорогой и энергоемкий процесс. Кроме этого в процессе производства в атмосферу выбрасывается достаточно большое количество диоксида углерода, что не самым лучшим образом сказывается на экологии близлежащих территорий.
Доктор Редди – руководитель исследований – говорит, что ему вместе с коллегами удалось решить сразу две проблемы, которые сопровождают производство литий-ионных аккумуляторов. Благодаря использованию новых материалов значительно уменьшаются энергетические затраты и существенно снижается вред, наносимый окружающей среде. Новые природные компоненты имеют карбонильные и гидроксильные группы молекул, которые пропускают электрический ток в обе стороны. Причем новыми катодами очень легко управлять, то есть осуществлять процесс заряда батареи, и ее разряда.
Изготовление электродов из пурпурина можно осуществить даже при комнатной температуре. Процесс, по словам ученых достаточно прост. Вы растворяете пурпурин в спиртовом растворе, а затем добавляете в него соль лития. После прохождения реакции растворитель (спиртовой раствор) удаляется, и мы получаем готовый электрод. Все просто, как на уроке химии.
Ученые утверждают, что использование пурпурина, добытого из корня марены, решает проблему утилизации отработавших аккумуляторных батарей. Поскольку большинство компонентов аккумулятора будут иметь природное происхождение, то их утилизация не будет наносить вреда окружающей экосистема. Мало того, благодаря выращиванию возле производственных мощностей плантаций мирены, дополнительно будет решаться проблема увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере. Ведь зеленые растения будут перерабатывать его на кислород.
Для улучшения проводимости новых электродов исследователи добавили в исходный материал 20 % углерода. В результате получилась аккумуляторная батарея удельной емкостью 90 миллиампер часов на грамм. Ученые уверены, что до серийного производства их зеленого аккумулятора пройдет, не так уж и много времени – по предварительным оценкам несколько лет.