Версия для слабовидящих
Графит в аккумуляторах заменили грибами Печать Email
Новости об инновациях
08.04.2016

Tyromyces fissilis. Wikimedia Commons Tyromyces fissilis. Wikimedia Commons

Американские ученые предложили использовать модифицированные наночастицами волокна грибов в качестве анодного материала для современных литиевых батарей. Удельная емкость такого анода оказалась в полтора раза выше, чем у стандартного графитового.С работой можно ознакомиться в журнале Sustainable Chemistry & Engineering.

Один из способов увеличения емкости литиевых аккумуляторов,анодом в которых служит графит — замена его на другие углеродные структуры с большей площадью поверхности. Например,для этих целей можно использовать углеродные волокна или нанотрубки. Такие структуры позволяют «связать» больше лития при зарядке батареи, что, соответственно, приводит к увеличению переносимого заряда и, в конечном итоге, к высокой емкости. Однако получение углеродных волокон и нанотрубок — процесс трудоемкий и дорогостоящий.

В новой работе у исследователей появилась идея использовать живые организмы для более легкого способа производства углеродных волокон. По словам одного из авторов, такая мысль пришла ему в голову во время прогулки по двору усадьбы: заметив растущие на гниющем пне неприхотливые грибы, ученый решил проверить, нельзя ли использовать их в качестве дешевого источника сырья для литиевых аккумуляторов с высокой емкостью.

Авторы работы изучили для этих целей трутовик Tyromyces fissilis — тиромицес расщепляющийся— обитающий на живой или мертвой древесине как лиственных, так и хвойных пород.От других трутовиков из рода *Tyromyces *он отличается значительно более массивными и пористыми плодовыми телами. Опытный образец был собран со ствола дуба.

Изображения волокнистой структуры материала, полученные с помощью сканирующего (вверху) и просвечивающего (внизу) электронных микроскопов. Изображение: Jialiang Tang et al. / Sustainable Chemistry & Engineering, 2016

Для получения углеродных волокон мякоть гриба измельчили,высушили под вакуумом, а затем отожгли в атмосфере аргона при температурах от500 до 900 градусов. Полученный материал ученые поместили в анод литиевого аккумулятора. Катодом в тестовой батарее служил широко используемый в промышленности кобальтат лития — LiCoO2. Максимальная удельная емкость такого анода составила порядка 350 миллиампер-часов на грамм.

Чтобы повысить электрохимические характеристики материала,авторы предложили модифицировать его наночастицами оксида кобальта. Теоретическая емкость оксида кобальта составляет около 715 миллиампер-часов на грамм. Но при использовании в качестве анода только наночастиц, процессы «склеивания» междуними и высокий коэффициент теплового расширения не позволяют достигнуть высоких значений емкости. Авторы предложили, что углеродные волокна в качестве «матрицы»для наночастиц могут решить эту проблему. Таким образом, им удалось получить «гибридные»аноды с удельной емкостью до 530 миллиампер-часов на грамм.

Это не первая работа, в которой живые организмы предлагали использовать в качестве источника углеродных волокон для анодов литиевых аккумуляторов. Так, в 2015 году в журнале Scientific **Reports была опубликована статья, в которой для этой цели использовали кожицу шляпки шампиньонов. После термической обработки в таком аноде образовывалась пористая иерархическая структура из углеродных волокон. Однако удельные емкости полученных электродов не превышали примерно 260 миллиампер-часов на грамм.

Автор Екатерина Митрофанова

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/grafit-v-akkumulyatorakh-zamenili-gribami

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта