В старейшем университете Швеции Упсалы создали протонный аккумулятор, который заряжается за считанные минуты, работает на морозе и не вредит окружающей среде. Исследования, сопровождающие разработку, опубликовали в журнале Angewandte Chemie.
К созданию полностью органического аккумулятора ученых подтолкнули экологические последствия использования батареек на основе оксидов металлов: лития, натрия, магния. Добыча, очистка и утилизация металлов вредят окружающей среде. Разработчики из Швеции обратили внимание на хиноны — органические соединения, которые помогают бактериям в процессах фотосинтеза и клеточного дыхания.
Из хинонов сделали раствор, высушили, осадили его и выделили твердые полимеры, которые превратили в анод и катод будущей экологичной батарейки. Органические электроды погрузили в кислый водный раствор — электролит — и пропустили электрический ток. Началась окислительная реакция, подобная той, которая происходит в привычных литий-ионных аккумуляторах. Единственная принципиальная разница в том, что вместо ионов щелочных металлов в дело вступили протоны — ионы атома водорода.
Емкость получившейся батареи пока не бьет рекорды: достигнута величина 60 мАч.
На таком запасе даже смартфон долго не проработает. У современных устройств емкости батарей варьируются от 3 000 до 5 000 мАч. Однако остальные характеристики настроили разработчиков на оптимистичный лад.
Протонный аккумулятор полностью заряжается всего за 100 секунд и выдерживает без потерь в емкости до 500 циклов зарядки.
Электролит при этом не выявил признаков взрывоопасности, зато показал адекватную работоспособность при температурах до –24 градусов.
Немного оптимизации, и человечество может получить экологичный аккумулятор, который успеет зарядиться, если вспомнить про него за 10 минут до выхода, и не выключится, когда на морозе экстренно позвонит начальник, отметила «Популярная механика».
«Нам предстоит еще многое сделать, прежде чем батарея станет предметом домашнего обихода, — говорят химики. — Тем не менее разработанная нами протонная батарея является большим шагом к возможности производства экологически чистых органических аккумуляторов в будущем».
Эксперименты по оптимизации батареи ученые планируют начать с тестирования разных типов хинонов.
