Учёные из Китая создали материал для инновационных аккумуляторов из отходов

Китайские специалисты предложили оригинальный подход к изготовлению аккумуляторных материалов, научившись трансформировать отслужившие свой срок мобильные элементы питания и побочные продукты деревообработки в активные компоненты для натрий-ионных накопителей.

Научная группа из Хэнаньского педагогического университета и Цилунского технологического университета создала анодную структуру, объединяющую металлические компоненты из утилизированных батарей и углеродную матрицу на основе лигнина — ресурса, извлекаемого из отходов целлюлозно-бумажного производства.

В процессе синтеза учёные извлекали необходимые металлические соединения из старых аккумуляторов, после чего комбинировали их с предварительно очищенным лигнином. Ряд химических манипуляций и финальная карбонизация в азотной среде позволили сформировать уникальную ячеистую архитектуру, визуально напоминающую пчелиные соты.

Подобная морфология способствует более глубокому проникновению электролита и существенно облегчает диффузию ионов натрия, что значительно повышает эксплуатационные характеристики устройства.

Разработчики подчеркивают, что лигнин здесь играет роль не просто вспомогательного углеродного наполнителя. В ходе реакций он катализирует образование дополнительной сульфидной фазы Co?S?, формируя внутри анода высокоэффективную двухфазную систему. Это решение заметно улучшает электропроводность, упрощает перенос заряда и повышает общую устойчивость накопителя к деградации при интенсивной циклической нагрузке.

В ходе лабораторных тестирований материал показал впечатляющую начальную ёмкость — более 1060 мА·ч/г. Спустя 100 циклов заряда-разряда показатель удерживался на уровне 244 мА·ч/г, а после 300 циклов — около 207 мА·ч/г. При этом материал продемонстрировал превосходство над контрольными аналогами как по скорости ионного транспорта, так и по стабильности работы.

Исследователи убеждены, что предложенная технология открывает путь к созданию доступных и экологически безопасных систем хранения энергии для электротранспорта, автономных энергохранилищ и мобильной техники. Весомым плюсом метода является возможность комплексной переработки сразу двух категорий проблемных отходов: электронного лома и древесных остатков.

Источник: iXBT