Химики РУДН синтезировали из кофейной гущи электроды для аккумуляторов
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 – например, 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 РУДН опробовали простой способ переработки кофейной гущи в аноды аккумуляторов без дополнительного химического воздействия. Ее перемололи и запекли при температуре 800C. 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».
В честь Дня российской науки рассказываем о ведущих и молодых учёных РУДН, а также о перспективных студентах, которые делают первые успехи в исследованиях. О каждом герое мы подготовили краткую информацию о достижениях и дали возможность поделиться в цитатах результатами своих работ и значением науки в их жизни. Ведущие и молодые учёные в этой статье — получатели премии РУДН в области науки и инноваций. Её будут вручать на расширенном заседании Учёного совета университета 16 февраля.
Обладателем премии РУДН за научные достижения в области химии в 2025 году в размере 2 млн рублей стал заместитель директора Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Александр Давидович Дильман. Награждение учёного состоялось на празднике в честь
Арктика — регион стратегического значения, обладающий уникальной и уязвимой природой. Интенсивное освоение его ресурсов обнажило серьёзную проблему: низкую устойчивость экосистем к воздействию человека. Хроническое загрязнение нефтепродуктами и тяжёлыми металлами наносит долгосрочный ущерб, а механизмы естественного восстановления почв в суровых климатических условиях изучены недостаточно.