Из полипептидов сделали перерабатываемые аккумуляторы
Американские материаловеды изготовили перерабатываемые органические аккумуляторы с электродами на основе полипептида. Отработанный аккумулятор можно полностью гидролизовать за 24 часа, а полученную аминокислоту использовать для получения новых аккумуляторов. Пока что стабильность новых аккумуляторов недостаточна для коммерческого использования, но у авторов есть идеи, как можно будет улучшить ее в дальнейшем. Если им это удастся, рынок носимых аккумуляторов может измениться. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Литий-ионные аккумуляторы сейчас используются повсеместно — на них работают смартфоны, ноутбуки и даже электромобили. Однако, запасы материалов (главным образом лития, никеля и кобальта) для таких батарей на нашей планете ограничены и быстро истощаются, а перерабатывать их все еще сложно и дорого. Поэтому ученые ищут альтернативные материалы для легких перезаряжаемых аккумуляторов, и один из вариантов — органические полимеры. Чтобы изготовить перезаряжаемый аккумулятор, нужны материал, которые обратимо принимают и отдают электроны, оставаясь стабильным и в окисленном и в восстановленном виде. В органических аккумуляторах чаще всего используют углеводородные полимеры с редокс-активными группами в боковых цепях. Такие аккумуляторы недорогие и сделаны без кобальта, никеля и других дорогостоящих металлов, однако у них есть и существенный недостаток. Перерабатывать подобные редокс-активные полимеры трудно — по строению и свойствам они похожи на пластик, причем самые «проблемные» для переработки виды, такие как полипропилен и полистирол. Если полимерные аккумуляторы будут использоваться так же широко, как литий-ионные, накопление отработанных катодных и анодных материалов может стать серьезной экологической проблемой. Поэтому ученые хотят заменить полимеры с углеводородные каркасом на менее токсичные и более удобные для переработки аналоги. Но найти такой материал не так просто, ведь он должен удовлетворять двум почти противоречащим требованиям: быть стабильным во время зарядки и разрядки и быстро разлагаться после окончания