Дослідники з Інституту керамічних технологій та систем Фраунгофера IKTS у співпраці з Університетом Фрідріха Шиллера в Єні представили нову модель акумулятора, виготовленого з деревних відходів.
Цей натрій-іонний акумулятор призначений для використання в стаціонарних або мобільних енергосистемах, де швидка зарядка не є критично важливою, як зазначили науковці в пресрелізі навколо проєкту. Основною метою дослідження було перетворення лігніну — полімеру, що міститься в деревах і часто вважається відходом у промисловості, — на матеріал з високою ефективністю для акумуляторів.
Вчені підкреслюють, що лігнін є суттєвим складником деревини, який забезпечує її жорсткість і міцність. Його структура, що складається в основному з вуглеводневих компонентів, може бути використана в різних хімічних процесах, серед яких — виготовлення електродів для акумуляторів.
“Ми прагнемо зменшити використання критично важливих металів, таких як літій, кобальт та нікель, у виробництві акумуляторів, а також зменшити вміст фтору в електродах та електролітах”, — зазначив один із дослідників, Лукас Меденбах.
Вчені використали лігнін від німецької фабрики Mercer Rosenthal GmbH. Він пройшов термічну обробку в інертному середовищі, результатом якої став твердий вуглець, обладнаний властивостями, що дозволяють ефективніше зберігати іони натрію. Цей матеріал демонструє високі електрохімічні показники, стабільність у циклах заряджання та низькі витрати на виробництво завдяки використанню екологічно чистих сировин.
Попередні випробування продемонстрували, що твердий вуглець на основі лігніну може стати стійкою альтернативою традиційним матеріалам у натрій-іонних акумуляторах. “Після 100 циклів заряджання та розряджання ми не виявили значної деградації. Наша мета — продемонструвати стабільність для 200 циклів заряду та розряду до завершення проєкту на елементі ємністю 1 Аг”, — додав Меденбах.
Також варто згадати про досягнення німецьких дослідників у створенні літій-сірчаного твердотільного акумулятора, який має потенціал конкурувати з традиційними літій-іонними моделями. Зокрема, команда з Китаю розробила конструкцію літій-іонних акумуляторів, що значно знижує ризик загоряння.
