Углерод из старых покрышек позволит усовершенствовать литиевые батареи

«Лысые» покрышки, сегодня бесполезно загромождающие городские свалки, могут обрести новую жизнь в составе литий-ионных батарей, обеспечивающих энергией электромобили и аккумулирующих электричество, производимое солнечными и ветроэлектростанциями, утверждают исследователи из Окриджской Национальной Лаборатории (ORNL) Министерства энергетики США.

Изменив микроструктурные характеристики черного углерода, вещества, извлекаемого из отработанных покрышек, научный коллектив под руководством Амита Наскара (Amit Naskar), нашел способ, как с его помощью изготовить улучшенный анод — отрицательный электрод, поглощающий ионы лития в процессе зарядки.

Метод, который описывается в статье, размещенной в журнале RSC Advances, имеет многочисленные преимущества перед традиционными подходами к изготовлению анодов для литий-ионных батарей. Пиролитический черный углерод (сажа) получается из резины, подвергнутой особой предварительной обработке, и является синтетическим подобием графита.

Небольшой лабораторный прототип аккумуляторной батареи с анодом из него продемонстрировал более высокую удельную емкость, чем та, что достижима с использованием лучших коммерческих графитовых материалов. Она составила почти 390 мА•ч/г после ста циклов зарядки-разрядки. Авторы метода приписывают это уникальной микроструктуре получаемого из покрышек углерода.

Как отметил Наскар, эта технология удовлетворяет потребность рынка в недорогом, безопасном для окружающей среды анодном материале с большой площадью поверхности, повышенной скоростью накопления и высвобождения энергии и долгосрочной стабильностью.

ORNL планирует лицензировать новый технологический процесс и сотрудничать с промышленностью в организации производства усовершенствованных элементов питания для автомобилей, стационарных накопителей энергии, медицинских и военных приложений.