Бурые водоросли улучшат характеристики аккумуляторов

Источник: nix.ru

Как правило, отрицательно заряженный электрод (анод) в литий-ионных аккумуляторах изготавливается из графитового порошка и специального загустителя — фторопласта. Инженеры давно знают, что кремниевый порошок примерно в 10 раз эффективнее графитового. Но анод на основе кремния быстро выходит из строя — при изменении емкости батареи частицы кремния сжимаются или расширяются. Ученые из университета города Клеменсона (США) предложили заменить загуститель. Вместо фторопласта они использовали альгинаты — вещества, извлекаемые из бурых водорослей. Они давно используются в пищевой промышленности и фармацевтике, как загустители и нейтрализаторы кислот.

Группа исследователей под руководством Игоря Лузинова выяснила, что альгинаты хорошо проводят электрический ток. И при этом они устойчивы к агрессивной среде электролита. Ведь бурые водоросли живут в соленой морской воде, где концентрация ионов очень высока. Экспериментальная батарея с анодом из кремниевого порошка и загустителя на основе алгинатов показала 8-кратное увеличение эффективности по сравнению с обычной литий-ионной батареей. При этом анод не разрушился даже после 1 300 циклов перезарядки.

Дело в том, что альгинатный загуститель расширяется и сжимается вместе с кремнием, благодаря этому анод остается целым. К тому же, после 1 300 циклов емкость батареи осталась прежней — а существующие аккумуляторы теряют при этом от 10 до 40% емкости. Как отмечает соавтор работы Глеб Юшин (Технологический институт Джорджии, США), отказ от использования фторопласта в производстве батарей позволит сократить ущерб окружающей среде. По мнению ученого, «зеленые», эффективные и долговечные элементы питания наверняка оставят свой след в развитии промышленности.