Органическая батарея: металлы больше не нужны
Ученые из Техасского университета A&M (США) разрабатывают аккумулятор, полностью состоящий из органических веществ. Исследователи утверждают, что он безопасен для человека и природы, т.к. не содержит токсинов и легко утилизируется.
Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА) в свое время стали настоящий революцией и сегодня применяются практически во всех сферах. Они достаточно эффективны и стоят относительно недорого, но имеют ряд недостатков, в числе которых опасность возгорания, использование редкоземельных металлов и проблемы с утилизацией. Это вынуждает ученых разных стран искать альтернативные пути.
Американские исследователи нашли кардинальный способ решить все эти проблемы: они предлагают избавиться не только от кобальта, но и от лития, и вообще от металлов. В техасском университете был создан аккумулятор, в котором в качестве электродов выступают органические вещества: виологены и нитроксильные радикалы. Они обладают выраженными окислительно-восстановительными свойствами и, будучи расположенными вдоль полипептидных цепей, играют роли анода и катода.
Участники проекта подчеркивают, что, используя полипептиды (компоненты белков), они не только избавляются от необходимости добывать редкие металлы, но также обеспечивают легкую утилизацию батарей.
При утилизации ЛИА можно вторично использовать некоторые элементы, но это трудный и дорогостоящий процесс. К тому же, после него остается еще слишком много отходов, которые никак не перерабатываются. Это недопустимо при том уровне электрификации транспорта, к которому сейчас стремятся все развитые страны.
Главное преимущество полипептидных батарей, состоящих из окислительно-восстановительных макромолекул аминокислот, заключается в том, что они при необходимости легко разрушаются, после чего из них снова можно создавать аминокислоты (из которых складываются пептиды) и другие «строительные материалы» для новых аккумуляторов.