Из кофейной гущи создали электроды для аккумуляторов

Химики предложили экологичный и недорогой способ создания электродов для литий-ионных батарей. Материалом для них послужили отходы от потребления кофе. Статья об исследовании вышла в Journal of Cleaner Production.

В литий-ионных аккумуляторах, отрицательный электрод (анод) чаще всего сделан из графита. Исследователи ищут для производства аккумуляторов другие углеродные материалы. Объектом становились даже органические отходы — наприемр, уже изучались косточки вишни и оливы, яблочный жмых, водоросли, рисовая шелуха и т.д. Химики РУДН предложили перерабатывать в необходимый углеродный материал кофейную гущу, которая составляет около 90% производимого в мире кофе. 

Исследователи опробовали простой способ переработки кофейной гущи в аноды аккумуляторов без дополнительного химического воздействия. Ее перемололи и запекли при температуре 800°C. Электроды для электрохимического эксперимента — диски диаметром 13 мм — были изготовлены из полученного углеродного материала и полимерных связующих в соотношении 80 к 20. При проверке в аккумуляторе их энергоемкость составила 285 миллиампер в час при силе тока в 0,1 ампер. Это скромный показатель по сравнению с используемыми сейчас типами аккумуляторов, но более высокий, чем у анодов из других органических отходов. Кроме того, их кулоновская эффективность — отношение отдаваемой аккумулятором энергии к получаемой за время зарядки — близка к 100%.

Свойства электродов из кофейной гущи позволяют использовать их дольше других аккумуляторов на основе органических материалов, а значит, в целом они сократят энергопотребление.

«Литий-ионные аккумуляторы с нашими электродами сохраняли емкость после 100 циклов использования, теряя всего по 0,23% за цикл, — подчеркивает Рафаэль Луке, директор центра молекулярного дизайна и синтеза инновационных соединений для медицины, приглашенный сотрудник РУДН. — Возрастающие потребности в хранении энергии делают эту работу очень интересной. Преимущества нашего метода — простота и экономичность. Этот метод может быть масштабирован для промышленности, так как кофейная гуща доступна по всему миру в больших количествах по сравнению с другими веществами, используемыми в литий-ионных аккумуляторах».

В исследовании участвовали также ученые Университета Кордовы (Испания). Работа была проведена при поддержке программы «5–100».