Акумулятори на кавовій гущі зможуть перевершити літій-іонні: що придумали вчені
Вчені вдосконалили анодний матеріал за допомогою фосфору і кавової гущі, що збільшило термін зберігання енергії натрій-іонними батареями.
Дослідники з Казахстану і Південної Кореї виявили, що натрій-іонні акумулятори зможуть зберігати накопичену енергію довше, ніж літій-іонні, якщо включити до їхнього складу доволі незвичайний компонент — очищену кавову гущу. Подробиці наукового проєкту передає видання News Wise.
Вчені повідомили про синтез твердого легованого (легування — додавання до складу матеріалів домішок для зміни фізичних та/або хімічних властивостей основного матеріалу, — ред.) фосфором вуглецю з використанням кавової гущі. Своє дослідження вони зосередили на визначенні оптимального рівня легування для впровадження іонів фосфору у вуглецевий каркас з метою поліпшення електрохімічних характеристик матеріалу, застосовуваного як анод, для натрій-іонних батарей.
Під час експериментів з'ясувалося, що легувальний агент нового типу поліпшив електрохімічні характеристики твердого вуглецю, який служить анодним матеріалом. Отриманий матеріал, легований фосфором і карбонізований за 1300 °C, мав оборотну ємність 341 мАг/г за щільності струму 20 мА/г і ККД 83%. Вчені вважають, що потенціал твердого вуглецю, легованого фосфором "на кавовій гущі", досить великий, адже такий вдосконалений карбон здатний збільшити термін зберігання енергії натрій-іонними батареями.
Одним із примітних аспектів дослідження є використання кавових відходів як вихідного матеріалу для синтезу твердого вуглецю. Вибір припав на кавову гущу, перш за все, тому що вчені прагнуть зробити батареї екологічно чистими, наскільки це можливо. Також вони взяли до уваги і той фактор, що щорічно у світі накопичується 18 млн тонн кавової гущі. І ще одним впливовим фактором стала унікальна лігноцелюлозна структура кавових відходів. Таким чином, дослідники виявилися близькими до того, щоб розв'язати проблеми, пов'язані з нерівномірним розподілом і нестачею літієвих ресурсів, запропонувавши альтернативне рішення.
Загалом, дослідження дає цінну інформацію про синтез та оптимізацію твердого карбону для натрій-іонних акумуляторів. Результати мають значення для розробки більш ефективних і стійких рішень зі зберігання енергії, особливо в контексті натрій-іонних батарей.
Раніше ми повідомляли про те, що в Китаї винайшли ядерну мінібатарейку, однак ядерні акумулятори працюють інакше, ніж звичні літій-іонні акумулятори, і це створює серйозні проблеми.