Niemcy stworzyły baterie ze zgniłych jabłek

Zepsute jabłka jako źródło energii mogą wydawać się absurdalnym pomysłem na pierwszy rzut oka, ale grupa badaczy z Instytutu Technologii w Karlsruhe postanowiła wykorzystać ten materiał do stworzenia tanich, wydajnych baterii sodowo-jonowych. Technologia zaproponowana przez niemieckich badaczy jest prawdopodobnie najbardziej ekologiczną ze wszystkich, jakie istnieją obecnie.

Wynalazek może być wykorzystany jako proste i niedrogie urządzenie do magazynowania energii, a dzięki rozwojowi technologii baterie sodowo-jonowe wykonane ze zgniłych jabłek będą mogły konkurować z bateriami litowo-jonowymi, które są obecnie powszechnie stosowane w przenośnych urządzeniach elektronicznych i małych pojazdach elektrycznych.

Ścisła selekcja (pod względem wielkości, koloru i innych zewnętrznych wad) skutkuje dość dużą ilością nieodpowiednich owoców pozostałych po zbiorze jabłek, które jako produkt nietrwały są niemal natychmiast kierowane do utylizacji. Nawiasem mówiąc, w Europie problem odpadów po zbiorach jest dość dotkliwy, niektóre owoce i warzywa gniją dość szybko i nie nadają się nawet na paszę dla zwierząt, małe prywatne firmy oferują różne sposoby rozwiązania problemu, ale ich wysiłki są zazwyczaj niewystarczające.

Badacze z Instytutu w Karlsruhe Stefano Passerini i Daniel Buchholz zaproponowali niezwykłe i użyteczne zastosowanie zepsutych jabłek. Suszone owoce składają się w 95% z węgla, z którego uzyskuje się „hipergęsty węgiel” – elektrodę o niskim koszcie i wysokiej wydajności.

Ekspertom udało się stworzyć anodę na bazie „węgla jabłkowego”, która ma pojemność właściwą 230 mAh/g i zachowuje swoje pierwotne właściwości nawet po 1000 cykli ładowania i rozładowania akumulatora.

Naukowcy zauważyli, że odsetek pojemności traconej po rozładowaniu i naładowaniu akumulatora (tzw. wydajność Coulomba elektrod) został ustalony na dość wysokim poziomie – 99,1%.

Podczas prac naukowcy stworzyli również przyjazną dla środowiska i wysoce wydajną katodę do baterii „jabłko” – wielowarstwowy tlenek pozwolił uzyskać materiał, który można porównać do katod litowo-jonowych, ale z kilkoma różnicami – utrzymaniem ładunku na poziomie 90,2% po ponad 500 cyklach i współczynnikiem sprawności ponad 99,9%.

Akumulatory litowo-jonowe mogą magazynować duże ilości energii, ale zawierają materiały niebezpieczne dla życia i zdrowia, np. kobalt, a koszty takich urządzeń do magazynowania energii są dość wysokie.

Akumulatory sodowo-jonowe są tańsze i wykonane z prostych i niedrogich materiałów, ale ich wydajność w żaden sposób nie ustępuje akumulatorom litowo-jonowym.

Według profesora Passeriniego baterie sodowo-jonowe są tylko o 20% mniej wydajne od baterii litowo-jonowych, ale nowe osiągnięcia praktycznie dorównują ich możliwościom.

Obecnie, mimo niskiego kosztu, baterie sodowo-jonowe nie są zbyt powszechne, jednak naukowcy są przekonani, że ze względu na ich dostępność i niski koszt, ich rozwój stanie się najszerzej stosowanym materiałem anodowym.

[ 1 ]