Батареи из отходов: ученые испытали аккумуляторы на основе шелухи подсолнечника

Ученые Университета Страны Басков представили результаты исследования, демонстрирующего возможность использования отходов биомассы в производстве аккумуляторов. Работа опубликована в журнале Journal of Power Sources.

Согласно выводам исследовательской группы, наиболее перспективным сырьем для создания анодов натрий-ионных аккумуляторов оказалась шелуха подсолнечника. Полученные из нее углеродные материалы показали стабильную работу и способность выдерживать до 1000 циклов зарядки и разрядки, сохраняя достаточный уровень энергоемкости.

Как отмечается в исследовании, натрий-ионные батареи рассматриваются как потенциальная альтернатива литий-ионным, которые сегодня широко применяются в электронике и электротранспорте, но связаны с использованием дефицитных и экологически чувствительных ресурсов, включая литий, кобальт и никель. Эти элементы входят в перечень критически важных материалов, что стимулирует поиск более устойчивых решений.

В рамках работы ученые протестировали различные виды биомассы, включая кофейные отходы, растительные остатки, виноградные косточки и кожуру, кукурузные початки, а также компост. Однако именно углерод, полученный из шелухи подсолнечника, продемонстрировал наилучшие характеристики.

Разработанный анод был протестирован в составе перезаряжаемых аккумуляторов с различными катодными материалами на основе железа, титана и ванадия — элементов, которые не относятся к числу критически дефицитных и используются в меньших объемах.

Дополнительно исследователи провели анализ жизненного цикла различных комбинаций материалов, чтобы определить оптимальное соотношение между производительностью и экологическим воздействием. По их оценке, предложенные решения позволяют снизить нагрузку на окружающую среду за счет использования отходов и уменьшения зависимости от добычи редких металлов.

При этом авторы подчеркивают, что на текущем этапе такие аккумуляторы пока уступают литий-ионным по ряду характеристик и не могут полностью заменить их в масштабных применениях. Однако они рассматриваются как перспективное решение для малых устройств и как часть диверсификации технологий хранения энергии.

В исследовании также отмечается, что использование биомассы соответствует принципам экономики замкнутого цикла, позволяя превращать отходы в ресурс и снижать общий экологический след энергетических технологий.