Никель-железная батарея заряжается за секунды, а не за часы
Крошечные кластеры железа и никеля служат электродами в новом прототипе аккумулятора, который выдержал более 12 000 циклов перезарядки и может стать перспективным накопителем возобновляемой энергии.
Исследование опубликовано в журнале Small.
Международная группа ученых использовала бычий сывороточный альбумин — белок, получаемый из коровьей сыворотки, — в качестве матрицы для выращивания металлических кластеров размером менее 5 нанометров.
Для этого белки соединили с листами оксида графена толщиной в один атом и мочевиной, перегрели в воде, а затем запекли при высокой температуре. Крошечные металлические кластеры образовались в углублениях и впадинах свернутой белковой структуры.
В полученном аэрогеле никель выступал в качестве положительного электрода, а железо — в качестве отрицательного.
“Люди часто думают о современных нанотехнологических инструментах как о сложных и высокотехнологичных, но наш подход на удивление прост и прямолинейен”, — говорит соавтор исследования Махер Эль-Кади, младший научный сотрудник Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе в США.
«Мы просто смешиваем обычные ингредиенты, слегка нагреваем их и используем широко доступное сырье.
По мере уменьшения размера частиц до этих крошечных нанокластеров площадь их поверхности значительно увеличивается.
«Это огромное преимущество для аккумуляторов. Когда частицы настолько малы, в реакции может участвовать почти каждый атом. Таким образом, зарядка и разрядка происходят намного быстрее, аккумулятор может хранить больше заряда, а вся система работает эффективнее».
По словам исследователей, их работа демонстрирует потенциал металлических нанокластеров для хранения энергии нового поколения.
«Поскольку эта технология может продлить срок службы аккумуляторов на десятки и сотни лет, она идеально подходит для хранения возобновляемой энергии или быстрого перехода на резервные источники питания в случае отключения», — предполагает Эль-Кади.
«Это избавит нас от беспокойства по поводу изменения стоимости инфраструктуры».
Больше на COSMOFACT
Подпишитесь, чтобы получать последние записи по электронной почте.
