Аккумуляторы будут работать годами благодаря очень дешевому материалу

Исследователи из Университета штата Вашингтон разработали новый способ повышения эффективности литий-серных аккумуляторов с использованием кукурузного белка.

Как сообщает издание Interesting Engineering, это открытие может приблизить литий-серные батареи к широкому коммерческому применению.

Литий-серные аккумуляторы уже давно рассматриваются как перспективная альтернатива литий-ионным. Они легче, потенциально дешевле, экологичнее и могут хранить больше энергии. Однако их массовое применение сдерживается ограниченным сроком службы и рядом технических проблем — в частности, «эффектом челнока» (перемещением растворимых соединений серы к аноду) и образованием дендритов на литиевой стороне, что может привести к короткому замыканию.

Чтобы решить эти задачи, ученые предложили использовать белок, извлечённый из кукурузы, в качестве защитного покрытия для сепаратора — элемента, разделяющего анод и катод в батарее. Эксперименты показали, что такой барьер значительно повышает стабильность и срок службы аккумулятора. В частности, батареи размером с монету, оснащённые этим барьером, смогли сохранить заряд на протяжении 500 циклов — это ощутимый прогресс по сравнению с традиционными аналогами.

Ключевую роль сыграли аминокислоты, составляющие структуру белка: они взаимодействуют с компонентами батареи, улучшая транспортировку ионов лития и подавляя разрушительные процессы. Для улучшения структуры исследователи добавили к белку немного гибкого пластика, чтобы сделать его покрытие более стабильным и плоским.

В будущем команда планирует с помощью компьютерного моделирования выяснить, какие именно аминокислоты обеспечивают наилучший эффект, чтобы ещё больше повысить эффективность и надёжность аккумуляторов.

Источник: interesting engineering