Американские химики создали "зеленую" батарейку из водорослей

8 сентября 2011 года

Алгинаты - целебные вещества из бурых водорослей - хорошо проводят электричество и могут быть использованы для производства высокоэффективных и экологически чистых литий-ионных аккумуляторов, заменив в них фторопласт, производство которого наносит урон окружающей среде, заявляют американские химики в статье, опубликованной в журнале Science.

"Мы полагаем, что дешевые, емкие и долгоживущие "зеленые" батареи оставят свой след в жизни человечества. Такие аккумуляторы можно будет использовать для производства "долгоживущих" электромобилей, мобильных телефонов и ноутбуков - и при этом производство таких устройств не будет вредить окружающей среде", - заявил один из авторов работы Глеб Юшин из Технологического института штата Джорджия (США).

Группа ученых под руководством Игоря Лузинова из университета города Клемсона (США) установила, что алгинаты хорошо проводят электрический ток. Эти соединения извлекаются из бурых водорослей и используются в пищевой промышленности и фармацевтике в качестве загустителей или антацидов - нейтрализаторов кислот.

"Мы обратили наше внимание на водоросли, которые растут в соленой воде - в ней концентрация ионов особенно высока. Электроды в аккумуляторе погружены в раствор электролита - жидкость, в которой "растворено" большое количество ионов. Мы подумали, что водоросли, живущие в такой агрессивной среде как морская вода, могут быть идеальным кандидатом для "клея", который соединяет электроды в аккумуляторе", - пояснил Лузинов.

Как правило, анод - отрицательный полюс литий-ионных аккумуляторов - изготавливается из графитового порошка и полимерного загустителя. Такая конструкция может проводить ток даже в застывшем виде - при движении и тряске электролит в таком аккумуляторе не прольется.

Считается, что кремниевый порошок примерно в 10 раз эффективнее графита в качестве активного вещества анода. С другой стороны, частицы кремния расширяются и сжимаются при изменении емкости батареи - через несколько циклов такой анод разваливается.

Лузинов и его коллеги обнаружили, что загуститель из алгинатов сжимается и расширяется вместе с кремнием, и анод остается целым. Как отмечают ученые, экспериментальный источник питания с кремниевым анодом оказался примерно в 8 раз эффективнее, чем "обычный" литий-ионный аккумулятор. В отличие от них, "зеленая" батарея не теряла своей емкости даже после 1300 циклов перезарядки - за это время современные аккумуляторы могут потерять от 10 до 40% своей емкости.

Кроме перспективных "кремниевых" батарей, эти вещества могут применяться и для производства литий-ионных аккумуляторов с графитовым анодом.