Учені створили ефективні батареї з крабів і креветок: у чому їхні переваги
Хітинові панцирі ракоподібних містять речовину, яку використовували як електроліт. Така конструкція може стати заміною літій-іонним.
Учені з американських університетів Г'юстона та Меріленду знайшли спосіб створювати батареї з перероблених панцирів крабів. Вони описали метод у статті, опублікованій у журналі Matter, передає New Atlas.
Зараз найпоширенішим типом акумуляторів є літієві — вони мають високу щільність зберігання енергії за досить компактного розміру, проте дуже дорогі у виробництві та можуть спалахнути. Крім того, вони несуть значну шкоду для екології, наприклад, поліпропіленові та полікарбонатні сепаратори, які входять до складу таких акумуляторів, розкладаються сотні чи тисячі років.
Команда на чолі з Лянбінг Ху побачила перспективу в цинкових батареях — цього матеріалу в земній корі набагато більше, і його видобуток обходиться дешевше. Вченим уже вдалося створити прототипи з високою питомою потужністю, і технологія виявилася не витратнішою, ніж свинцево-кислотні акумулятори. Головним недоліком таких батарей є досить короткий термін служби, але вченим вдалося вирішити цю проблему, зробивши пристрій перезаряджуваним і надійнішим за допомогою природного матеріалу під назвою хітозан.
Хітозан — це похідний продукт хітину, який покриває клітинні стінки грибів, кальмарів, а найчастіше він зустрічається в природі на екзоскелетах ракоподібних, включаючи крабів, креветок і омарів. Панцирі цих тварин можна легко отримувати з відходів морепродуктів, що викидають у великій кількості.
Дослідники зібрали прототип із електролітом із хітозану, який взаємодіє з цинковим електродом. Він показав обнадійливі результати під час випробувань. Конструкція батареї запобігла утворенню щупальцеподібних наростів, дентритів, які можуть знизити продуктивність, і показала "виключну циклічну стабільність", зберігши ефективність 99,7% протягом 1000 циклів за роботи з високою щільністю струму — 50 мАч на квадратний см.
За словами вчених, завдяки екологічно чистим матеріалам близько двох третин акумулятора швидко розкладатимуться бактеріями, зокрема хітозановий електроліт — лише за п'ять місяців. Цинк, що залишився, можна переробити.
"Я сподіваюся, що в майбутньому всі компоненти акумуляторів будуть біорозкладними", — сказав Ху.
Раніше писали, що у Фінляндії запустили першу у світі пісочну батарею. Спеціальний комплекс перетворює електроенергію на тепло, яке накопичується та може бути використане під час опалювального сезону.
Нещодавно вчені із Сингапуру представили батарею, яка видобуває електрику прямо з повітря. Пристрій має вигляд шматка тканини, покритого сольовим розчином, вуглецевим чорнилом і спеціального водопоглинального гелю.