Исследователи из США нашли способ использовать хитин из панцирей креветок, чтобы производить электроды для ванадиевых проточных батарей. Результаты работы опубликованы в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

Ванадиевые проточные редокс-аккумуляторы, в отличие от литиевых аналогов, используемых в автомобильной промышленности, не позволяют обеспечить высокую плотность энергии. Однако они позволяют дешево хранить энергию в больших количествах, что делает такие батареи идеальными для использования вместе с возобновляемыми источниками, такими как солнечные панели и ветроэлектростанции.

Обычно в таких аккумуляторах используются графитовые электроды. Авторы новой работы предложили использовать для их получения панцири креветок, содержащие хитин.

Хитин представляет собой полимерный материал, в состав которого помимо атомов углерода и водорода входят кислород и азот. Исследователи продемонстрировали, что азот в структуре этого материала помогает, если использовать электроды на его основе в проточных аккумуляторах: азот облегчает перенос электронов между ионами ванадия.

Согласно авторам работы, их новый электрод, хотя и не превосходит по эксплуатационным характеристикам другие углеродные материалы, но гораздо более дешев и легок в изготовлении.

В настоящее время электроды для таких аккумуляторов в основном изготавливаются из карбонизированного полиакрилонитрила — синтетического полимера. В целом это гораздо дороже использования отходов, таких как панцири креветок, в качестве сырья.

По словам исследователей, эти электроды из панцирей креветок могут также применяться в суперконденсаторах — электрохимических устройствах, которые позволяют накапливать большое количество энергии и хранить ее долгое время, — и даже в опреснителях. Пока ученые сосредоточились на проточных батареях, но планируют исследовать и другие применения нового экологически чистого материала.