Поля борщевика можно встретить в любом регионе России. В ХХ веке ядовитое растение пытались выращивать как кормовую базу для животных. Не вышло – сорняк быстро распространился и стал мешать росту других агрокультур.

Российские ученые из МГУ им. М.В. Ломоносова и Сколтеха выяснили, как избавиться от ядовитого борщевика эффективно и целесообразно.

«Мы разработали способ обработки борщевика и превращения его в углеродный анодный материал для натрий-ионных аккумуляторов. Этот способ позволит экономически обосновать утилизацию борщевика, чтобы в дальнейшем от него избавиться», – сказал Григорий Лыкьенко, студент 2-го курса магистратуры факультета наук о материалах МГУ им. М.В. Ломоносова.

Для работы аккумулятору необходима углеродная основа. В литий-ионных батареях используют графит, но ежегодно доступность материалов уменьшается. А вот для натрий-ионных ситуация противоположна – вещество можно получить из самых обычных форм: из соды, бумаги и борщевика.

«Перспективы большие. Как вариант, можно делать большие батареи из натрий-ионных аккумуляторов. Они отлично подойдут для стационарного хранения энергии. Например, у нас есть солнечные панели, нам надо накопить энергию, чтобы тратить ее ночью. И вот можно рядом поставить аккумулятор, чтобы накопить эту энергию. Плюс электробусы – для них также отлично подойдут натрий-ионные аккумуляторы», – рассказала Зоя Бобылева, научный сотрудник химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Чтобы превратить борщевик в углеродную основу для аккумулятора, нужно извлечь необходимые компоненты.

«Для приготовления анодного материала мы используем борщевик, который перед этим высушили. После этого сушеный борщевик мы кладем в мельницу и перемалываем», – сообщил Андрей Дьяконов, студент 4-го курса Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Далее выделяют катодный материал. Для этого компоненты смешивают в растворе. Этот метод называется золь-гель.

«После растворения всех компонентов мы переносим раствор в чашку петри, помещаем в сушильный шкаф, после чего у нас происходит высокотемпературный обжиг в печи», – добавила Анастасия Яблонович, студентка 2-го курса магистратуры факультета Наук о материалах МГУ им. М.В. Ломоносова.

Готовые компоненты помещают в реактор и отправляют на плиту для гидротермальной обработки. Полученную из борщевика углеродную основу передают в российский научный центр «Сколково», где и проходит сборка аккумуляторов.

«Материалы приходят сюда в форме порошков и уже здесь они наносятся на фольгу в виде электродов. Прототипы мы собираем по несколько штук в месяц, в зависимости от задач, от того насколько перспективные материалы появились у нас в лаборатории. Нам это нужно, чтобы выяснить готовы ли вообще материалы, которые мы синтезировали, работать в полной ячейке», – сообщил Максим Захаркин, научный сотрудник МГУ им. М.В. Ломоносова, выпускник Сколтеха.

После того как найдено подходящее сочетание, материалы отправляют в укладчик, который и соберет аккумулятор. Далее получившийся «бутерброд» из электродов кладут в корпус, после чего подвергают будущий аккумулятор необходимым процедурам, и прототип готов.

Уже сейчас разработчикам удается собирать энергоемкие аккумуляторы. Ученые работают над улучшением характеристик электродов, чтобы батареи стали более мощными. После этого можно будет приступить к их массовой сборке и выпуску.