Мощный экологически чистый аккумулятор из дерева

В поиске вдохновения для создания экологически чистой батареи исследователи Университета штата Мэриленд обратили внимание на деревья. Их изобретение использует крошечную щепу желтой сосны, покрытую оловом – материал в тысячу раз тоньше листа бумаги. Вместо лития они выбрали натрий, который, хотя и не максимально эффективно накапливает энергию, зато стоит гораздо меньше и является гораздо более распространенным материалом. Эту батарею нельзя использовать в мобильных устройствах, но она - идеальный выбор для крупных объектов, таких как электростанции, пишет источник expertpost.ru.

Наиболее распространенные сегодня батареи основаны на использовании жестких материалов, которые не создают большого расширения и сжатия. Группа из Университета штата Мэриленд обнаружила, что древесные волокна, которые они использовали, могли набухать и сжиматься настолько, что позволили натрий-ионному аккумулятору выдержать более чем 400 циклов зарядки. Такое количество вне конкуренции среди большинства других нанобатарей.

После тестирования, ведущий автор Хончли Чжу и его коллеги увидели, что волокна стали морщинистыми, но остались не поврежденными. Компьютерное моделирование привело их к понимаю, что эти «морщины» возвращают батарею в состояние упругого равновесия во время зарядки и подзарядки, что позволяет ей прожить дольше. Деревянный материал достаточно мягок – это вещество, обладающее буферными свойствами для поддержания напряжения в батарее при движении ионов натрия. Эти волокна и являются ключом к успеху батареи.

«Древесные волокна, которые составляют основу дерева, в природе способны удерживать минеральные воды, и поэтому они идеально подходят для хранения жидких электролитов, что делает их не только основой, но активной частью батареи», - говорит исследователь Ху Цзиньтао. С помощью таких недорогих и распространенных материалов, идеальных с точки зрения биомимикрии, группа добилась больших успехов в снижении загрязнения окружающей среды и увеличении потенциала «зеленого» хранения энергии.

Интересно, что в прошлом году исследователи из Технологического университета в Познани (Польша) и Университета Линчепинга в Швеции добились возможности создания батарей из древесных отходов. Ключевым элементом в этой новой технологии являлся лигнин - химический состав отходов, образующихся в процесс производства бумаги. Ученые для создания и удерживания электрического заряда использовали лигнин в качестве изолятора и полипиррол в качестве проводника.

Дерево является возобновляемым ресурсом гораздо более доступно, чем химические вещества, используемые в традиционных батареях. Хотя технология все еще находится в фазе исследований, возможно, что скоро мы увидим использование деревянных батарей в нашей жизни!