Ученые из Вашингтонского государственного университета разработали способ значительно улучшить работу литий-серных аккумуляторов с помощью кукурузного белка. Это может стать ключом к более легким, мощным и экологичным источникам энергии, особенно в электромобилях и системах хранения энергии возобновляемой энергии. Работа опубликована в журнале Journal of Power Sources (JPS).
Литий-серные аккумуляторы уже давно рассматриваются как альтернатива литий-ионным: они легче, содержат больше энергии и используют доступную и безопасную серу вместо токсичных металлов. Однако их широкое внедрение сдерживают серьезные технологические проблемы — батареи быстро теряют емкость и могут становиться небезопасными. Одной из главных причин является так называемый шаттл-эффект, при котором частицы серы мигрируют через электролит и нарушают работу аккумулятора. Кроме того, на аноде могут образовываться опасные острые наросты — дендриты.
Чтобы решить эти проблемы, исследователи использовали белок из кукурузы в качестве покрытия для сепаратора — мембраны между катодом и анодом батареи. В сочетании с гибким пластиком это покрытие стало надежным барьером, способным улучшить движение ионов лития и предотвратить разрушительные процессы внутри батареи. Проведенные эксперименты показали, что аккумулятор с новым компонентом смог выдержать более 500 циклов зарядки и разрядки, что стало большим прорывом в сравнении с обычными литий-серными батареями.
По словам профессора Кэти Чжун, одной из руководительниц исследования, команда применила простой, но эффективный подход к созданию функционального материала, и полученные результаты оказались исключительно обнадеживающими.
Как отметил профессор Цзинь Лю, кукурузный белок — это не только природный и доступный ресурс, но и перспективный материал для энергетики будущего.
Сейчас ученые продолжают изучать, какие именно аминокислоты в структуре белка влияют на свойства батареи, и планируют сотрудничество с промышленными партнерами для масштабирования технологии.
Ранее была названа неожиданная опасность растений.
