Альгинаты - целебные вещества из бурых водорослей - могут быть использованы для производства высокоэффективных и экологически чистых литий-ионных аккумуляторов, заменив в них фторопласт, производство которого наносит урон окружающей среде, заявляют американские химики в статье, опубликованной в журнале Science.

Альгинаты извлекаются из бурых водорослей и используются в пищевой промышленности и фармацевтике в качестве загустителей илиантацидов - нейтрализаторов кислот. Группа ученых под руководством Игоря Лузинова из университета города Клемсона (США) нашли для альгинатов новое применение.
Как правило, анод - отрицательный полюс литий-ионных аккумуляторов - изготавливается из графитового порошка и полимерного загустителя. Такая конструкция может проводить ток даже в застывшем виде - при движении и тряске электролит в таком аккумуляторе не прольется.

Считается, что кремниевый порошок примерно в 10 раз эффективнее графита в качестве активного вещества анода. С другой стороны, частицы кремния расширяются и сжимаются при изменении емкости батареи - через несколько циклов такой анод разваливается.

Авторы работы установили, что, в отличие от фторопласта, альгинаты практически не изменяют свой объем при взаимодействии с электролитом.

"Мы обратили наше внимание на водоросли, которые растут в соленой воде - в ней концентрация ионов особенно высока. Электроды в аккумуляторе погружены в раствор электролита - жидкость, в которой "растворено" большое количество ионов. Мы подумали, что водоросли, живущие в такой агрессивной среде как морская вода, могут быть идеальным кандидатом для "клея", который соединяет электроды в аккумуляторе", - пояснил Лузинов.

Химики обнаружили, что загуститель из альгинатов сжимается и расширяется вместе с кремнием, и анод остается целым. Как отмечают ученые, экспериментальный источник питания с кремниевым анодом оказался примерно в 8 раз эффективнее, чем "обычный" литий-ионный аккумулятор. В отличие от них, "зеленая" батарея не теряла своей емкости даже после 1300 циклов перезарядки - за это время современные аккумуляторы могут потерять от 10 до 40% своей емкости.

Кроме перспективных "кремниевых" батарей, эти вещества могут применяться и для производства литий-ионных аккумуляторов с графитовым
анодом.