Дешево и экологично: Китай превратил отходы в материал для производства батарей

Ученые из Университета электронной науки и технологий Китая (UESTC) использовали побочный продукт популярного китайского ликера байцзю в качестве материала для анода натрий-ионных аккумуляторов. Об этом пишет портал Interesting Engineering.

Если исследователи из Университета Страны Басков создали литий-ионный суперконденсатор для хранения энергии, используя древесные отходы, то китайские ученые под руководством профессора Лю Синцюаня применяют осадок, который остается после перегонки байцзю, в производстве натрий-ионных батарей.

Натрий-ионные аккумуляторы считаются более дешевой и безопасной альтернативой литий-ионным батареям. Однако, поскольку ионы натрия намного больше, чем ионы лития, анод или положительный электрод должен иметь большие внутренние поры, чем анод в литий-ионных аналогах.

В литий-ионных батареях для анодов используется графен, а в натрий-ионных — твердый углерод, который страдает от низкой эффективности заряда. Частое введение и удаление ионов также может привести к разрушению микропор в твердом угле, что снижает плотность энергии и срок службы батареи.

Чтобы решить эту проблему, команда Лю Синцюаня предложила использовать осадок байцзю в качестве альтернативного источника углерода. Ученые получили осадок от производителя байцзю Wuliangye и обработали его путем промывки, сушки, кислотного выщелачивания и предварительной карбонизации.

Важно Техника будет работать дольше: ученые совершили прорыв в области твердотельных батарей

Чтобы удалить содержание кремния, исследователи обработали субстанцию гидроксидом натрия, активировали твердый углерод при высоких температурах и смешали его с этилортосиликатом. Затем смесь обработали ультразвуком, а затем еще раз обработали при высоких температурах, чтобы сформировать твердый углерод, легированный кремнием, который команда назвала HC-1100Si-1.

Чтобы проверить производительность материала, ученые создали натрий-ионную батарею с HC-1100Si-1 на аноде и оксидом натрия и марганца на катоде. Испытания показали, что батарея сохраняет емкость 91,9% даже после 100 циклов зарядки. Хотя это ниже стандартной емкости коммерческих аккумуляторов, ученые намерены использовать эти батареи в сферах, требующих частой зарядки и разрядки.

В издании подчеркнули что современные методы получению твердого углерода используют смолу в качестве исходного материала. В свою очередь использование осадка байцзю является экономически эффективным и экологически чистым.