Добавим грибов и аккумулятор готов.

21.12.2015

Не нужно быть экстрасенсом, чтобы предсказать стремительное развитие альтернативной энергетики и электротранспорта в ближайшие десятилетия. К сожалению, производственные процессы по изготовлению этих современных источников энергии, сопровождаются загрязнением окружающей среды отходами. Кроме того, материалы, используемые для производства – это, как правило, элементы, количество которых ограничено в земной коре, поэтому активно ведутся поиски альтернативы литию и редкоземельным элементам.

Пытаясь изобрести новый материал для некоторых компонентов аккумуляторов, ученые из Калифорнийского Университета в Риверсайде создали аккумулятор, в состав которого входит кожица грибов сорта Portobello (разновидность шампиньонов). Такая рецептура позволит не только снизить стоимость производства аккумуляторов, но также хорошо отразится на экологической ситуации и, что самое интересное, – на свойствах аккумуляторов.

Как известно, аккумулятор состоит из трех основных компонентов: катода (отрицательного электрода), анода (положительного электрода) и электролита – токопроводящей среды, которая разделяет электроды. В качестве материала для анода, в настоящее время, широко применяется синтетический графит. Но для производства графита используются плавиковая и серная кислоты, что делает его добычу не только дорогостоящей, но и «грязной» - отходы производства сильно загрязняют окружающую среду.

Ученые решили поэкспериментировать с материалом, способным, по их мнению, заменить графит – грибами. Выбор был обусловлен пористой структурой и химическим составом грибов Portobello: поры способствуют проводимости и большой емкости накапливаемой энергии (ионы свободно перемещаются сквозь многочисленные отверстия и накапливаются в них), а большое содержание солей калия, повышающих активность электролита ,– помогают еще больше увеличить мощность аккумулятора с течением времени, так как ранее пассивные поры (так называемые «слепые поры») активизируются при заряде/разряде.

Ученые открыли, что взятая со шляпок грибов сорта Portobello кожица, при нагреве до 500о С превращается в углерод, полученный естественным путем со структурой наноленты. Дальнейший нагрев до 1100о С приводит к образованию сетки из углерода с мельчайшими ячейками и сложной структурой, идеально подходящей для создания на её основе аккумуляторной батареи, так как материал имеет большую площадь для хранения энергии, а соли калия в составе грибов позволят аккумуляторным батареям жить гораздо дольше обычных, - ведь по мере использования аккумулятора, будут «просыпаться» ранее неактивные поры, в которых хранится энергия. Дальнейшие исследования, возможно, приведут к тому, что созданный на основе грибов углерод заменит собой графит для анода в аккумуляторах.

Воистину, природа полна сюрпризов. Все больше открытий, совершаемых в наши дни, дают нам возможность изменить мир к лучшему, и мы это сделаем.