Китайские учёные превратили мусор в материал для аккумуляторов нового поколения

Новый материал для аккумуляторов сделали из старых телефонных батарей и лигнина

Китайские учёные предложили необычный способ производства материалов для аккумуляторов: они научились превращать старые батареи от мобильных телефонов и промышленные отходы древесины в компоненты для натрий-ионных накопителей энергии.

Исследователи из Хэнаньского педагогического университета и Цилунского технологического университета разработали анодный материал, в котором сочетаются металлы, извлечённые из отслуживших аккумуляторов, и углерод, полученный из лигнина — побочного продукта деревообрабатывающей и бумажной промышленности.

Для создания нового материала учёные сначала выделили соединения металлов из использованных аккумуляторов мобильных устройств, а затем смешали их с очищенным лигнином. После нескольких этапов химической обработки и карбонизации в азотной среде сформировалась особая ячеистая структура, напоминающая пчелиные соты.

Такая архитектура улучшает проникновение электролита внутрь материала и ускоряет движение ионов натрия, что положительно влияет на работу аккумулятора.

По словам авторов исследования, лигнин выполняет не только роль углеродной добавки. Во время обработки он способствует формированию дополнительной сульфидной фазы Co9S8, благодаря чему внутри анода возникает более эффективная двухфазная структура. Это повышает электропроводность материала, улучшает перенос заряда и увеличивает стабильность при многократных циклах зарядки и разрядки.

В испытаниях материал продемонстрировал начальную ёмкость свыше 1060 мА·ч на грамм. После 100 циклов зарядки и разрядки сохранялось около 244 мА·ч/г, а после 300 циклов — примерно 207 мА·ч/г. Исследователи также отметили более быстрый перенос ионов натрия и лучшую стабильность по сравнению с контрольными образцами.

Авторы работы считают, что технология может помочь в создании более дешёвых и экологичных аккумуляторов для электромобилей, систем хранения энергии и портативной электроники. Дополнительным преимуществом называют возможность переработки сразу двух видов отходов — электронного мусора и промышленных остатков древесного производства.