Аккумуляторы будут работать годами благодаря очень дешевому материалу: что придумали
Исследователи из Университета штата Вашингтон нашли способ использовать кукурузный белок для улучшения производительности литий-серных аккумуляторов.
Об этом пишет издание interestingengineering.com.
Литий-серные аккумуляторы и легче, и более устойчивы, чем широко используемые литий-ионные. Однако коммерческое использование пока ограничено из-за проблем со сроком службы. Кукурузный белок может помочь преодолеть эти проблемы.
Исследователи обнаружили, что защитный барьер, изготовленный из кукурузного белка в сочетании с пластиком, значительно улучшил производительность литий-серных аккумуляторов размером с кнопку. Сепаратор на основе кукурузы помог батарее сохранять заряд в течение 500 циклов, что является заметным улучшением по сравнению с аккумуляторами без барьера.
Литий-серные аккумуляторы считаются лучшей альтернативой литий-ионным из-за их небольшого размера, легкого веса и способности удерживать гораздо больше энергии. Более того, такие батареи используют серу в качестве катода, который не только дешев и нетоксичен, но и доступен в изобилии. С другой стороны, катод литий-ионного аккумулятора изготовлен из оксидов металлов и включает токсичные тяжелые металлы, такие как кобальт или никель.
Однако литий-серные аккумуляторы имеют свой собственный набор ограничений. Одна из основных проблем, эффект челнока, возникает, когда серная часть батареи просачивается в жидкость и перемещается на литиевую сторону, что приводит к поломке. Кроме того, на литиевой стороне батареи часто образуются шипы, дендриты, которые могут привести к коротким замыканиям.
Чтобы решить эти проблемы, ученые использовали кукурузный белок в качестве защитного покрытия для сепаратора, размещенного в середине батареи.
Строительные блоки белка — это аминокислоты, которые реагируют с материалами батареи, чтобы усилить движение ионов лития и помочь подавить эффект челнока. Поскольку белок естественным образом сворачивается сам по себе, исследователи добавили небольшое количество гибкого пластика, чтобы сделать его плоским, что улучшило его производительность и стабильность.
Ученые сосредоточены на дальнейших исследованиях, чтобы понять, как можно оптимизировать структуру белка для еще большей производительности.
"Белок — это очень сложная структура. Нужно провести дополнительные исследования с помощью моделирования, чтобы определить, какие аминокислоты в структуре белка могут лучше всего работать для решения проблем критического челночного эффекта и дендритов", — прокомментировали исследователи.
Ранее мы писали, что загадочные крошечные сферы производят чистую энергию. Исследовательский прорыв позволил ученым использовать крошечные сферы для производства энергии. Этот новый метод может изменить систему генерации энергии, сделав ее более устойчивой и широкодоступной.