Аккумуляторы из древесины, покрытой оловом, могут хранить огромное количество энергии и при этом быть безвредными для экологии.
В Мэриленде при поддержке Университета Мэриленда и Американского Национального Научного Фонда проходят испытания таких экологичных устройств накопления энергии, в которых наряду с деревом и оловом предполагается также применять натрий вместо более дорогостоящего лития, что позволит снизить их себестоимость. Но дома собрать такое устройство не получится: «деревянные батарейки» пока очень сложны в производстве.
В некоторых современных аккумуляторах используются слишком хрупкие материалы, неспособные выдержать огромное количество сжатий и расширений. Достоинство древесины заключается в том, что, будучи гибкой, она выдерживает множество циклов высвобождения электронов в процессе зарядки аккумулятора.
Разработчики уверяют, что на нынешнем этапе такая батарея выдерживает до 400 зарядок. Компьютерное моделирование показало, что это происходит благодаря способности древесных волокон «сморщиваться», что эффективно снимает с них напряжение.
«Неоднократное прохождение ионов натрия через аноды олова может со временем ослабить связь последнего с основным материалом. А мягкое дерево служит механическим буфером, приспосабливающимся к колебаниям олова — в этом секрет наших долговечных натриево-ионных батарей» — рассказал профессор Ли с кафедры машиностроения Университета Мэриленда.
«На изобретение нас натолкнули сами деревья: в их волокнах содержится вода, богатая минеральными веществами, значит, древесина может хранить в аккумуляторах и электролит — основное активное вещество», — объясняет Лиангбинг Ху, доцент кафедры материаловедения Университета Мэриленда.
Натрий не так эффективно накапливает энергию, как литий, поэтому разработку не будут применять, например, в сотовых телефонах: такие батареи, способные хранить большое количество энергии, предполагается использовать на электростанциях, использующих энергию Солнца.
Дмитрий Зыков
