Ученые создают устойчивые батареи из панцирей крабов
Растущий спрос на возобновляемые источники энергии и электромобили в настоящее время вызывает высокий спрос на батареи, которые накапливают полученную энергию и питают двигатели. Однако до сих пор батареи, лежащие в основе этих экологичных решений, сами по себе не являются экологичными. Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа под руководством Университета Мэриленда создала цинковую батарею с биоразлагаемым электролитом из неожиданного источника: панциря краба.
"В настоящее время производится и потребляется огромное количество батарей, что повышает вероятность возникновения экологических проблем", - говорит ведущий автор исследования Лянбин Ху, эксперт по инновационным материалам в Университете Мэриленда. "Например, полипропиленовые и поликарбонатные сепараторы, которые широко используются в литий-ионных батареях, разлагаются сотни или тысячи лет и увеличивают нагрузку на окружающую среду".
В аккумуляторах используются электролиты для перемещения ионов туда и обратно между электрически заряженными клеммами. Эти электролиты могут быть жидкостями, пастами или гелями, и во многих современных батареях для этой функции используются легковоспламеняющиеся или коррозийные вещества. Однако в новой батарее, которая может накапливать энергию от крупных солнечных и ветряных источников, используется гелевый электролит, изготовленный из биоразлагаемого материала под названием хитозан.
"Хитозан - это производный продукт хитина. Хитин имеет множество источников, включая клеточные стенки грибов, экзоскелеты ракообразных и перья кальмаров", - пояснил доктор Ху. "Самым богатым источником хитозана являются экзоскелеты ракообразных, включая крабов, креветок и омаров, которые можно легко получить из отходов морепродуктов. Вы можете найти его на своем столе"
Поскольку она содержит биоразлагаемые электролиты, две трети этой батареи могут быть разложены микробами. Под действием этих микроорганизмов сам хитозановый электролит может полностью исчезнуть примерно через пять месяцев, оставив после себя металлический компонент - цинк, а не свинец или литий, как в случае со старыми батареями, - который затем может быть переработан. "Цинк более распространен в земной коре, чем литий. В целом, хорошо разработанные цинковые батареи дешевле и безопаснее", - говорит д-р Ху.
Далее ученые намерены создать еще более экологически чистые батареи. "В будущем, я надеюсь, все компоненты в батареях будут биоразлагаемыми. Не только сам материал, но и процесс изготовления биоматериалов", - заключил доктор Ху.
Исследование опубликовано в журнале Matter.
