2374

Батерия от черупките на раци ще захранва смартфона ни

Група учени от Университетa в Мериленд са на крачка от създаването на първите в света батерии, които, освен че ще се рециклират или разграждат на 100%, ще бъдат и с пъти по-нисък вреден ефект при производството им.

С революцията на електрическите превозни средства и навлизането на смартфоните като задължителна част от ежедневието на всеки един, ситуацията с батериите, които да захранват технологиите около нас, се превръща във все по-актуална тема. Учените обаче са категорични в едно - темповете на развитие на иновациите при така наречените "презареждащи се продукти" в момента зависят изцяло от производството на батерии и подобряването на техните характеристики, цени и дори състав.



Въпреки че батериите в електромобилите правят шофирането им много по-екологично, сравнено с автомобилите в ДВГ, производството им често

консумира огромни количества енергия и ресурси. 

Например полипропиленовите и поликарбонатните сепаратори, които се използват широко в литиево-йонните батерии, отнемат стотици или хиляди години, за да се разградят в околната среда. И това е дори преди да се вземе под внимание трудът, необходим за конструирането на тези батерии, както и споровете около нарушенията на човешките права, които възникват на места, където се добавят ключовите компоненти на батериите - като кобалт.

Въпреки това, тези литиево-йонни батерии вече са навсякъде - автомобили, смартфони, умни часовници, безжични слушалки. Практически всеки уред, който ползваме днес и не изисква да бъде постоянно включен в електрическата мрежа, разчита на литиево-йонната технолигия, която, както вече казахме - може да осигурява по-чиста експлоатация, но пък замърсява значително природата, докато бъде произведена. 

Точно тези проблеми се опитва да реши Лиангбинг Ху, директор на Центъра за иновации към Университета ​в Мериленд. За разлика от много свои колеги, Ху търси решението не в нови метали и сплави и тяхната комбинация в самите батерии, а избира нестандартен подход, в който, първо, си поставя целта да намали значително вредния ефект от производството на тези елементи.

Воден от тази цел, екипът на Университета в Мериленд представя единствената към момента батерия, която е много по-лесно биоразградима от литиево-йонните източници на енергия.

Новата технология обаче звучи повече от екзотично

и вместо познатите химични елементи основната им съставна част са черупките на раци.

В своята същност батериите работят, като използват специално вещество, наречено електролит, за разместване на йони или заредени частици между отрицателните и положителните клеми. Този електролит може да бъде множество различни среди, но според изследователите на новото проучване много батерии използват запалими или корозивни химикали за тази функция, а точно те са най-трудно биоразградими.

За разлика от ​конвенционалните батерии, които в момента ползваме, от екипа на Ху са използвали специален гел електролит, който се намира в биологичен материал, наречен хитозан, който е сред най-бързо разграждащите се. "Хитозанът е производен продукт на хитин", казва Ху. „Хитинът има много източници, включително клетъчните стени на гъбите, екзоскелетите на ракообразните и калмарите“. Но най-изобилният източник на хитозан, според Ху, се намира при ракообразните - в опашките от скариди или в черупката на омар​ или рак.

Големият плюс на иновацията обаче е, че за целта дори не се изискват живи раци или омари, а могат да се ползват дори отпадъци от морски дарове, които консумираме. По ​този начин екипът решава два проблема едновременно. Според проучване от 201​9 г. около 8 милиона тона отпадъци от черупки от раци, скариди и омари се изхвърлят в световен мащаб всяка година, тъй като ядливата част на ​подобни морски деликатеси е едва около 40-50% от масата ​им. Тези черупки често се изхвърлят в депо за отпадъци или в морето. 

Според новото проучване на екипа хитозанът, използван в неговите прототипи на батерии,

се разгражда напълно в рамките на пет месеца,

оставяйки след себе си метален компонент, който в случая е цинк, вместо олово или литий като стандартните батерии. Цинкът обаче може напълно да се рециклира. Прототипите, които учените в Университета в Мериленд са изградили, пък имат енергийна ефективност от цели 99,7% след 1000 цикъла на зареждане, което означава, че произведеният продукт е напълно устойчив, за да попадне в потребителска електроника като смарфони и преносими компютри, които обикновено се зареждат ежедневно.

Към момента Ху казва, че включването на хитозан като електролит в батерия означава, че около две трети от нея могат да бъдат биоразградени, но в бъдеще екипът се надява да се справи с тази оставаща една трета. „В бъдеще се надявам, че всички компоненти в батериите ще са биоразградими“, казва Ху, който е оптимист, че с екипа му ще произведат първата в света батерия, която изцяло ще щади околната среда. 

Коментари

Отговор на коментара написан от Премахни

Публикувай
0 коментара

Анкета

Ще успее ли новият парламент да излъчи правителство?