«Все соединения и реагенты, использующиеся для создания «зеленых» батарей, отличаются высокой доступностью. Также важно, что вопросы экологии и экономики в химии часто идут рука об руку, поскольку более безопасный и экологичный метод всегда проще и дешевле в реализации и масштабировании», – передает ТАСС слова научного сотрудника Института органической химии РАН в Москве Михаила Сыроешкина.
Современные аккумуляторы состоят из трех частей: катода, анода и электролита. Мощность батареи напрямую зависит от состава катода, а их долговечность – от того, как сильно разрушается материал электролита и катода при циклах разряда-заряда. От устройства всех компонентов батареи зависит и то, насколько они опасны для человека. К примеру, многие типы современных литий-ионных аккумуляторов взрываются из-за того, что при перегреве внутри них начинают возникать короткие замыкания.
Дополнительная проблема заключается в том, что производство литиевых аккумуляторов требует использования соединений кобальта, хлора, кадмия и других токсичных веществ, что осложняет переработку и захоронение отработавших свое батарей.
По словам Сыроешкина, такие соображения мешают замене графитовых анодов на более емкие и производительные электроды из германия или кремния.
Российские и французские химики выяснили, что эти же процедуры можно проделать, используя цитрат германия. Как показали эксперименты, это вещество можно использовать для производства наночастиц из чистого германия и сборки анода из них.
Первые эксперименты с подобными электродами показали, что они не уступают в емкости и долговечности лучшим образцам германиевых анодов, полученных при помощи экологически грязных методик производства.
Ученые надеются, что изобретенный ими экологически чистый способ получения наночастиц быстро найдет применение при разработке новых типов литий-ионных аккумуляторов.
Напомним, 9 октября Нобелевская премия по химии за 2019 год была присуждена ученым Джону Гуденафу, Стенли Уиттингхему и Акире Йошино за разработку литий-ионных батарей.