Батареи нового поколения могут использовать материал, полученный из деревьев

Группа ученых нашла способ использовать необычный материал в батареях следующего поколения: дерево. Команда из Университета Брауна разработала древесный материал для использования в твердотельных батареях, которые более безопасны и менее опасны для окружающей среды, чем современные батареи.

В литий-ионных батареях нынешнего поколения, таких как те, которые используются в телефонах, компьютерах и электронных транспортных средствах, в качестве электролитов используются летучие жидкости. Эти электролиты проводят ионы лития между положительным и отрицательным электродами батареи. Жидкие электролиты хорошо справляются с этой задачей, но они токсичны и могут быть опасны. Если, например, в аккумуляторе произойдет короткое замыкание, жидкость может загореться, и аккумулятор может загореться. Обычно это не проблема при повседневном использовании, но это привело к отзыву некоторых батарей, которые были изготовлены неправильно.

Чтобы сделать батареи более безопасными, исследователи разрабатывают твердотельные батареи, в которых вместо электролита используется твердый материал. Твердый негорючий материал будет более безопасным в использовании и потенциально менее опасным для окружающей среды при производстве. Большинство текущих исследований твердых электролитов связано с керамикой , которая очень хорошо проводит ионы, но является хрупкой и может легко трескаться или ломаться.

Команда Брауна разработала материал, который будет использоваться в качестве твердого электролита, который состоит из комбинации медных и полимерных трубок, полученных из дерева и называемых нанофибриллами целлюлозы. Разработанный исследователями полимерный материал чрезвычайно тонкий и гибкий, как лист бумаги, что упрощает его использование в производстве. Тем не менее, его ионная проводимость не уступает более толстым и хрупким материалам, таким как керамика.

«Ионы лития движутся в этом органическом твердом электролите с помощью механизмов , которые мы обычно находятся в неорганической керамики, что позволяет записывать видео высокой ионной проводимостью,» сказал соавтор Юэ Ци, профессор в Школе Брауна инженерии, в заявлении . «Использование материалов, которые предоставляет природа, снизит общее воздействие производства батарей на окружающую среду».

Исследователи надеются, что эта разработка поможет сделать твердотельные батареи общедоступными и повысить безопасность бытовой электроники.

Исследование опубликовано в журнале Nature .