Батарейки из крахмала и кремния: дешево и эффективно
В новой статье, опубликованной в рамках раздела Nano Letters на портале Американского химического общества, исследовательская группа рассказала о том, как с помощью кремния и обычного кукурузного крахмала инженеры смогли изготовить улучшенные аноды для хорошо знакомых нам литий-ионных батарей.
Команда из Корейского института науки и техники экспериментировала с микроэмульгированием кремния, углерода и кукурузного крахмала. В результате ученые получили композитный материал, который можно использовать в качестве анодной части аккумулятора.
Использование биоотходов в виде кукурузного крахмала последнее время набирает популярность. В мире уже есть биоразлагаемые столовые приборы и упаковки из кукурузной пластмассы. А вот аноды в настоящее время изготавливают на углеродной основе, которая во многом проигрывают кремнию. Крахмал в данном случае играет роль стабилизатора кремния, который позволит использовать его в массовом производстве без лишних затрат.
По словам исследователей, наночастицы кремния, которые в процессе нагревания встраиваются в аморфные шарики крахмала микронного размера, покрываются слоем графита – получается нечто, напоминающее по структуре шоколадный батончик. Углеродная матрица смягчает кремний и повышает его проводимость, одновременно не позволяя структуре развалиться на куски.
Цифры, полученные в ходе практических испытаний, тоже радуют. Согласно статье, кремниево-углеродный анод продемонстрировал в четверо большую емкость, чем существующие аналоги из графита. Даже лабораторный прототип выдержал 500 полных циклов зарядки-разрядки, что весьма неплохо для чего-то настолько дешевого.