Ученые из Центра инноваций в области материалов Университета Мэриленда хотят использовать химическое вещество, содержащееся в панцирях ракообразных, чтобы сделать аккумуляторы более устойчивыми. Созданный ими прототип сохраняет эффективность 99,7 % примерно через 400 часов.
Хитозан — полимер, который обычно получают из хитина, основной составляющей панцирей ракообразных. Он существует и в природе — в клеточных стенках грибов. Хитозан менее жесткий по сравнению с хитином. В последние годы он находит всё более широкое применение в медицинских технологиях, из него делают кровоостанавливающий материал и препарат для борьбы с инфекциями.
Путем химической обработки и добавления водного раствора уксусной кислоты хитозан в конечном итоге можно синтезировать в виде прочной гелевой мембраны и использовать в качестве электролита для батарей. Объединив этот хитозановый электролит с цинком, команда ученых смогла создать перезаряжаемую батарею. Энергоэффективность батареи составляет 99,7 % даже после 1000 циклов зарядки, что составляет около 400 часов. Это означает, что их можно быстро заряжать и разряжать без существенного влияния на их производительность.
Батареи не воспламеняются, и две трети батареи, изготовленной из хитозана, могут разрушиться в почве благодаря микробной деградации всего за пять месяцев, оставив цинк, пригодный для повторного использования. «Мы считаем, что биоразлагаемость материала и воздействие на окружающую среду, а также производительность батарей важны для продукта, который может быть коммерциализирован», — говорит ведущий автор Ляньбин Ху, директор Центра инноваций в области материалов. По словам Ху и авторов исследования, предложенная ими технология может проложить путь к разработке высокопроизводительных и устойчивых аккумуляторов для хранения экологически чистой энергии.
Исследование опубликовано в журнале Matter.
