Разработаны экологичные батареи на основе водорослей

Группа ученых из университета города Клемсона (США) предлагают использовать альгинаты в производстве высокоэффективных литий-ионных батарей, заменив существующий в них сейчас фторопласт, производство которого негативно сказывается на окружающей среде. Новые аккумуляторы будут являться экологически чистыми.

Альгинаты – это целебные вещества, извлекаемые из бурых водорослей. Сейчас они используются в пищеварительной промышленности и фармацевтике как загуститель илиантацидов - нейтрализаторов кислот. Руководитель группы американских ученых – Игорь Лузинов – предлагает новое применение этих веществ.

Отрицательный полюс литий-ионных батарей – анод – изготавливается, обычно, из графитового порошка и полимерного загустителя, что придает аккумулятору возможность проводить ток даже в застывшем состоянии: электролит не прольется даже при сильной тряске. Известно, что графит в аноде можно заменить кремниевым порошком: он превосходит производительность графита в 10 раз, но частицы кремния обладают крайне нежелательным свойством – способностью расширяться и сжиматься при изменении емкости аккумулятора, от чего анод разваливается уже после нескольких циклов.

Ученые обнаружили, что альгинаты практически не меняются в объеме при контакте с электролитом. Исследователи обратили внимание на то, что у некоторых водорослей, растущих в соленой воде, концентрация ионов была очень высока. Учитывая, что в растворе электролита (в который погружаются электроды аккумулятора) также «растворено» большое количество ионов, ученые попытались использовать вещества из таких водорослей в качестве своеобразного «клея», соединяющего электроды в аккумуляторе.

Было обнаружено, что загуститель из альгинатов способен сжиматься и расширяться вместе с кремнием, но анод при этом остается целым. Опытный образец подобной батареи оказался в 8 раз эффективнее, чем стандартные литий-ионные аккумуляторы: новинка сохраняла свою емкость даже при 1300 циклах перезарядки, от которых современные батареи потеряли бы от 10 до 40 процентов имеющейся у них емкости.