Батерия от черупките на раци ще захранва смартфона ни
Група учени от Университетa в Мериленд са на крачка от основаването на първите в света акумулатори, които, като се изключи че ще се рециклират или разграждат на 100%, ще бъдат и с пъти по-нисък нездравословен резултат при производството им.
С революцията на електрическите транспортни средства и навлизането на смарт телефоните като наложителна част от всекидневието на всеки един, обстановката с батериите, които да зареждат технологиите към нас, се трансформира във все по-актуална тематика. Учените обаче са безапелационни в едно - темповете на развиване на нововъведенията при по този начин наречените " презареждащи се артикули " в момента зависят напълно от производството на акумулатори и подобряването на техните характерности, цени и даже състав.
Въпреки че батериите в електрическите автомобили вършат шофирането им доста по-екологично, съпоставено с колите в ДВГ, производството им постоянно
консумира огромни количества сила и запаси.
Например полипропиленовите и поликарбонатните сепаратори, които се употребяват необятно в литиево-йонните акумулатори, лишават стотици или хиляди години, с цел да се разградят в околната среда. И това е даже преди да се вземе под внимание трудът, нужен за конструирането на тези акумулатори, както и разногласията към нарушаванията на човешките права, които пораждат тук-там, където се прибавят основните съставни елементи на батериите - като кобалт.
Въпреки това, тези литиево-йонни акумулатори към този момент са на всички места - коли, смарт телефони, умни часовници, безжични слушалки. Практически всеки апарат, който употребяваме през днешния ден и не изисква да бъде непрекъснато включен в електрическата мрежа, разчита на литиево-йонната технолигия, която, както към този момент казахме - може да обезпечава по-чиста употреба, само че пък замърсява доста природата, до момента в който бъде създадена.
Точно тези проблеми се пробва да реши Лиангбинг Ху, шеф на Центъра за нововъведения към Университета в Мериленд. За разлика от доста свои сътрудници, Ху търси решението не в нови метали и сплави и тяхната композиция в самите акумулатори, а избира ексцентричен метод, в който, първо, си слага задачата да понижи доста нездравословния резултат от производството на тези детайли.
Воден от тази цел, екипът на Университета в Мериленд представя единствената към момента батерия, която е доста по-лесно биоразградима от литиево-йонните източници на сила.
Новата технология обаче звучи повече от екзотично
и вместо познатите химични детайли главната им съставка са черупките на раци.
В своята същина батериите работят, като употребяват особено вещество, наречено електролит, за разбъркване на йони или заредени частици сред негативните и позитивните клеми. Този електролит може да бъде голям брой разнообразни среди, само че съгласно откривателите на новото изследване доста акумулатори употребяват запалими или корозивни химикали за тази функционалност, а тъкмо те са най-трудно биоразградими.
За разлика от конвенционалните акумулатори, които сега употребяваме, от екипа на Ху са употребявали специфичен гел електролит, който се намира в биологичен материал, наименуван хитозан, който е измежду най-бързо разграждащите се. " Хитозанът е произходящ артикул на хитин ", споделя Ху. „ Хитинът има доста източници, в това число клетъчните стени на гъбите, екзоскелетите на ракообразните и калмарите “. Но най-изобилният източник на хитозан, съгласно Ху, се намира при ракообразните - в опашките от скариди или в черупката на омар или рак.
Големият плюс на нововъведението обаче е, че за задачата даже не се изискват живи раци или омари, а могат да се употребяват даже боклуци от морски блага, които консумираме. По този метод екипът решава два казуса по едно и също време. Според изследване от 2019 година към 8 милиона тона боклуци от черупки от раци, скариди и омари се изхвърлят в международен мащаб всяка година, защото ядливата част на подобни морски деликатеси е едвам към 40-50% от масата им. Тези черупки често се изхвърлят в хранилище за боклуци или в морето.
Според новото изследване на екипа хитозанът, употребен в неговите прототипи на акумулатори,
се разгражда изцяло в границите на пет месеца,
оставяйки след себе си железен съставен елемент, който в тази ситуация е цинк, вместо олово или литий като общоприетите акумулатори. Цинкът обаче може изцяло да се рециклира. Прототипите, които учените в Университета в Мериленд са построили, пък имат енергийна успеваемост от цели 99,7% след 1000 цикъла на зареждане, което значи, че създаденият артикул е изцяло резистентен, с цел да попадне в потребителска електроника като смарфони и портативни компютри, които нормално се зареждат всекидневно.
Към момента Ху споделя, че включването на хитозан като електролит в батерия значи, че към две трети от нея могат да бъдат биоразградени, само че в бъдеще екипът се надява да се оправи с тази оставаща една трета. „ В бъдеще се надявам, че всички съставни елементи в батериите ще са биоразградими “, споделя Ху, който е оптимист, че с екипа му ще произведат първата в света батерия, която напълно ще щади околната среда.
С революцията на електрическите транспортни средства и навлизането на смарт телефоните като наложителна част от всекидневието на всеки един, обстановката с батериите, които да зареждат технологиите към нас, се трансформира във все по-актуална тематика. Учените обаче са безапелационни в едно - темповете на развиване на нововъведенията при по този начин наречените " презареждащи се артикули " в момента зависят напълно от производството на акумулатори и подобряването на техните характерности, цени и даже състав.
Въпреки че батериите в електрическите автомобили вършат шофирането им доста по-екологично, съпоставено с колите в ДВГ, производството им постоянно
консумира огромни количества сила и запаси.
Например полипропиленовите и поликарбонатните сепаратори, които се употребяват необятно в литиево-йонните акумулатори, лишават стотици или хиляди години, с цел да се разградят в околната среда. И това е даже преди да се вземе под внимание трудът, нужен за конструирането на тези акумулатори, както и разногласията към нарушаванията на човешките права, които пораждат тук-там, където се прибавят основните съставни елементи на батериите - като кобалт.
Въпреки това, тези литиево-йонни акумулатори към този момент са на всички места - коли, смарт телефони, умни часовници, безжични слушалки. Практически всеки апарат, който употребяваме през днешния ден и не изисква да бъде непрекъснато включен в електрическата мрежа, разчита на литиево-йонната технолигия, която, както към този момент казахме - може да обезпечава по-чиста употреба, само че пък замърсява доста природата, до момента в който бъде създадена.
Точно тези проблеми се пробва да реши Лиангбинг Ху, шеф на Центъра за нововъведения към Университета в Мериленд. За разлика от доста свои сътрудници, Ху търси решението не в нови метали и сплави и тяхната композиция в самите акумулатори, а избира ексцентричен метод, в който, първо, си слага задачата да понижи доста нездравословния резултат от производството на тези детайли.
Воден от тази цел, екипът на Университета в Мериленд представя единствената към момента батерия, която е доста по-лесно биоразградима от литиево-йонните източници на сила.
Новата технология обаче звучи повече от екзотично
и вместо познатите химични детайли главната им съставка са черупките на раци.
В своята същина батериите работят, като употребяват особено вещество, наречено електролит, за разбъркване на йони или заредени частици сред негативните и позитивните клеми. Този електролит може да бъде голям брой разнообразни среди, само че съгласно откривателите на новото изследване доста акумулатори употребяват запалими или корозивни химикали за тази функционалност, а тъкмо те са най-трудно биоразградими.
За разлика от конвенционалните акумулатори, които сега употребяваме, от екипа на Ху са употребявали специфичен гел електролит, който се намира в биологичен материал, наименуван хитозан, който е измежду най-бързо разграждащите се. " Хитозанът е произходящ артикул на хитин ", споделя Ху. „ Хитинът има доста източници, в това число клетъчните стени на гъбите, екзоскелетите на ракообразните и калмарите “. Но най-изобилният източник на хитозан, съгласно Ху, се намира при ракообразните - в опашките от скариди или в черупката на омар или рак.
Големият плюс на нововъведението обаче е, че за задачата даже не се изискват живи раци или омари, а могат да се употребяват даже боклуци от морски блага, които консумираме. По този метод екипът решава два казуса по едно и също време. Според изследване от 2019 година към 8 милиона тона боклуци от черупки от раци, скариди и омари се изхвърлят в международен мащаб всяка година, защото ядливата част на подобни морски деликатеси е едвам към 40-50% от масата им. Тези черупки често се изхвърлят в хранилище за боклуци или в морето.
Според новото изследване на екипа хитозанът, употребен в неговите прототипи на акумулатори,
се разгражда изцяло в границите на пет месеца,
оставяйки след себе си железен съставен елемент, който в тази ситуация е цинк, вместо олово или литий като общоприетите акумулатори. Цинкът обаче може изцяло да се рециклира. Прототипите, които учените в Университета в Мериленд са построили, пък имат енергийна успеваемост от цели 99,7% след 1000 цикъла на зареждане, което значи, че създаденият артикул е изцяло резистентен, с цел да попадне в потребителска електроника като смарфони и портативни компютри, които нормално се зареждат всекидневно.
Към момента Ху споделя, че включването на хитозан като електролит в батерия значи, че към две трети от нея могат да бъдат биоразградени, само че в бъдеще екипът се надява да се оправи с тази оставаща една трета. „ В бъдеще се надявам, че всички съставни елементи в батериите ще са биоразградими “, споделя Ху, който е оптимист, че с екипа му ще произведат първата в света батерия, която напълно ще щади околната среда.
Източник: marica.bg
КОМЕНТАРИ