Международная команда учёных воссоздала никель-железные батареи Томаса Эдисона — прототип заряжается за секунды и выдерживает более 12 000 циклов. Это эквивалент 30 лет ежедневной подзарядки и потенциальное решение для хранения солнечной энергии.
В начале XX века электромобили с свинцово-кислотными батареями превосходили по количеству бензиновые авто, но запас хода составлял всего 30 миль. Эдисон верил: его никель-железная батарея увеличит дальность до 100 миль при времени зарядки семь часов. Двигатель внутреннего сгорания победил, но идея получила второе рождение.
Белки моллюсков заменили металлический каркас
Исследователи скопировали природный процесс формирования раковин моллюсков и костей животных — белки создают каркас для кристаллизации соединений кальция. В батарее учёные использовали белки из говяжьих субпродуктов, объединив их с оксидом графена.
На этом каркасе выращивались кластеры никеля для положительного электрода и железа — для отрицательного. После нагрева в воде и запекания при высоких температурах белки превратились в углерод, кислород удалился из оксида графена, а кластеры металлов встроились в структуру.
Аэрогель со складчатой структурой ограничивает размер кластеров до 5 нанометров — это даёт значительно большую площадь поверхности для химических реакций.
Идеально для солнечных ферм
Ёмкость хранения новой батареи пока уступает литий-ионным аналогам — для электромобилей не подходит. Зато исследователи видят идеальную нишу: хранение избыточной электроэнергии от солнечных ферм и других возобновляемых источников.
Результаты опубликованы в журнале Small. Работа показывает, как столетние идеи находят применение в современном энергетическом переходе.