В США создали аккумулятор из древесины

Ученые из Университета Брауна и Университета Мэрилэнда создали аккумулятор с твердым электролитом на основе нановолокон целлюлозы, обнаруженных в древесине. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Nature.

В ходе разработки исследователи объединили полимерные трубки из дерева с медью для образования твердого ионного проводника, имеющего проводимость, аналогичную керамической, и примерно в 10–100 раз лучше, чем другие полимерные ионные проводники.

Отмечается, что электролит на основе древесины хорошо гнется и поглощает энергию во время цикла зарядки.

Команда подчеркивает, что добавление меди создает пространство между цепями полимера целлюлозы для формирования «ионных супермагистралей», позволяя ионам лития перемещаться с рекордной эффективностью.

Благодаря тонкости и гибкости материала, ожидается, что он будет лучше выдерживать нагрузки при циклической работе батареи.

Кроме того, использование природных материалов поможет снизить общее негативное воздействие производства аккумуляторов на окружающую среду.

В современных литиевых батареях обычно используется жидкий электролит для переноса ионов между двумя электродами, но ученые видят перспективы в развитии твердых альтернатив, например, на основе древесины. В первую очередь это обусловлено тем, что летучие жидкости, используемые в литиевых батареях, несут риск возгорания при коротком замыкании устройства и могут способствовать образованию дендритов, которые снижают производительность. Между тем, твердые электролиты могут быть изготовлены из негорючих материалов, что позволит снизить подобные риски.

В условиях активного развития электрического транспорта батареи с твердым электролитом могут стать технологией следующего поколения, — исследования в данной отрасли проводят такие автопроизводители как Ford, Hyundai, Nissan, Toyota и Volkswagen.

Стоит отметить, что древесина — не единственный материал для твердых электролитов. Ранее группа ученых предложила «твердую» альтернативу жидким электролитам на основе керамики, — ожидалось, что именно этот материал станет фундаментальным решением безопасности литий-ионных батарей. А в 2020 году компания Ion Storage Systems разработала прочный и плотный керамический электролит толщиной всего около 10 микрометров, предлагающий высокий уровень сопротивления.