Российские ученые использовали борщевик для создания натрий-ионных батарей⁠⁠

Исследователи из МГУ и Сколтеха сделали из ядовитого сорняка материал для анодов натрий-ионных батарей. Их работа была опубликована в журнале Batteries.

По мере совершенствования этот вид аккумуляторов может заменить более дорогие литий-ионные накопители энергии на солнечных и ветрогенераторах.



Коллектив протестировал три подхода к синтезу твердого углерода:
- Сначала борщевиковую биомассу подвергли нагреву до 1300 градусов Цельсия в бескислородной атмосфере.
- Потом синтез повторили, но с предварительной промывкой сырья кислотами для удаления металлических и иных примесей.
- Наконец, борщевик сварили в закрытом реакторе с водой, что позволило получить углеродосодержащие сферы очень малого размера.
Удельная емкость материала во всех трех случаях получалась сходной, а наивысшая кулоновская эффективность достигается во втором случае.

Ученые рассмотрели отдельно зимний борщевик, который проще собрать, и летний борщевик, который цветет и пахнет. Именно из летних образцов получился материал с более высокой кулоновской эффективностью.

Две ключевые характеристики для сравнения анодных материалов - кулоновская эффективность и удельная емкость. Чем выше первый показатель, тем меньше энергии при эксплуатации катода будет тратиться впустую на побочные процессы, которые к тому же изнашивают батарею.

Изготовленный учеными из МГУ и Сколтеха твердый углерод из борщевика продемонстрировал кулоновскую эффективность 87%, что ставит его в один ряд с лучшими материалами этого класса. По удельной емкости он уступает материалам-лидерам - 260 против 300 мАч/г - но в целом конкурентоспособен.