Аккумуляторы на кофейной гуще смогут превзойти литий-ионные: что придумали ученые

Исследователи из Казахстана и Южной Кореи обнаружили, что натрий-ионные аккумуляторы смогут хранить накопленную энергию дольше, чем литий-ионные, если включить в их состав довольно необычный компонент — очищенную кофейную гущу. Подробности научного проекта передает издание News Wise.

Ученые сообщили о синтезе твердого легированного (легирование — добавление в состав материалов примесей для изменения физических и/или химических свойств основного материла, — ред.) фосфором углерода с использованием кофейной гущи. Свое исследование они сосредоточили на определении оптимального уровня легирования для внедрения ионов фосфора в углеродный каркас с целью улучшения электрохимических характеристик материала, применяемого в качестве анода, для натрий-ионных батарей.

В ходе экспериментов выяснилось, что легирующий агент нового типа улучшил электрохимические характеристики твердого углерода, который служит анодным материалом. Полученный материал, легированный фосфором и карбонизированный при 1300 °C, имел обратимую емкость 341 мАч/г при плотности тока 20 мА/г и КПД 83%. Ученые полагают, что потенциал твердого углерода, легированного фосфором "на кофейной гуще", достаточно велик, ведь такой усовершенствованный карбон способен увеличить срок хранения энергии натрий-ионными батареями.

Одним из примечательных аспектов исследования является использование кофейных отходов в качестве исходного материала для синтеза твердого углерода. Выбор пал на кофейную гущу, прежде всего, потому что ученые стремятся сделать батареи экологически чистыми, насколько это возможно. Также они приняли во внимание и тот фактор, что ежегодно в мире накапливается 18 млн тонн кофейной гущи. И еще одним влияющим фактором стала уникальная лигноцеллюлозная структура кофейных отходов. Таким образом, исследователи оказались близки к тому, чтобы решить проблемы, связанные с неравномерным распределением и нехваткой литиевых ресурсов, предложив альтернативное решение.

В целом, исследование дает ценную информацию о синтезе и оптимизации твердого карбона для натрий-ионных аккумуляторов. Результаты имеют значение для разработки более эффективных и устойчивых решений по хранению энергии, особенно в контексте натрий-ионных батарей.

Ранее мы сообщали о том, что в Китае изобрели ядерную мини-батарейку, однако ядерные аккумуляторы работают иначе, чем привычные литий-ионные аккумуляторы, и это создает серьезные проблемы.