Катод батареи из отходов бумажного производства

Если когда-нибудь случится настоящий прорыв в области недорогой солнечной энергетики, или все вдруг начнут вкладывать деньги в постройку ветряных электростанций, тут же во весь свой немалый рост станет вопрос сохранения полученной энергии. Поэтому, считают учёные из Линчёпингского университета (Швеция), думать об этом нужно уже сегодня. А поскольку время пока есть, то и решение должно быть наиболее разумным.

Как пишут исследователи в журнале Science, одним из таких разумных решений могут быть батареи из отходов бумажного производства. «Органические» солнечные батареи на основе проводящих пластиков, стоящие относительные копейки, уже достигли довольно высокого уровня эффективности для того, чтобы производиться в более серьезных масштабах и стать наконец конкурентоспособными, рассуждают исследователи (в действительности дела обстоят несколько хуже, но шведам, наверное, виднее). Однако солнечная энергетика, как и ветряная, нуждаются в хранилищах энергии, желательно больших, надёжных и недорогих (все-таки аккумулятор для электростанций не может быть маленьким, то есть вопрос цены и экологичности действительно очень серьёзен).

В традиционных батареях проводниками заряда служат оксиды металлов. Но тот же кобальт — дорогой и очень ограниченный природный ресурс, а значит, необходимо что-то не столь деньгоёмкое и лучше бы на основе возобновляемых материалов. Природа давным-давно решила много самых разнообразных проблем и оставила немало подсказок тем, кто умеет наблюдать. Именно поэтому наблюдательные исследователи из Линчёпинга обратились к процессу фотосинтеза, в котором электроны, сгенерированные под действием солнца, транспортируются бензохинонами. А в качестве сырого начального материала для своей работы они взяли побочный продукт бумажной промышленности, в основном состоящий из лигнина — биологического полимера, составляющего клеточные стенки растений.

Более того, лигнин — это почти 30% биомассы деревьев, что делает этот источник практически неисчерпаемым. Чтобы подготовить бензохиноны к транспортировке заряда в батареях, исследователи нанесли тонкую плёнку толщиной в полмикрона, состоящую из смеси пиррола и лигнина. Пиррол электрохимически окисляется, образуя полипиррол в растворе лигнина, а бензохинон, содержащийся в лигнине, используется для хранения электронов и протонов (обмен одного типа носителей заряда на другой происходит в окислительно-восстановительном цикле батареи). Вот эта плёнка и стала катодом новой батареи. Подготовлено по материалам PhysOrg.

Деревянная батарейка (изображение EcoFriend).

Хочешь узнать больше - читай отзывы

science.compulenta.ru