Нанотрубки из нитрида бора перемещают ионы лития в 31 раз быстрее, чем ожидалось

Батарея Challenger EVG6-225

Исследователи из Ратгерского университета, Иллинойсского университета в Чикаго и Аргоннской национальной лаборатории обнаружили, что мембраны из нанотрубок нитрида бора переносят ионы лития гораздо быстрее, чем ожидалось. Это открывает возможности для их применения в извлечении лития из отработанных аккумуляторов и производстве «голубой» энергии.

Литий-железо-фосфатные элементы

Статья «Аномальный сверхбыстрый перенос ионов лития через мембраны из нанотрубок нитрида бора» была недавно опубликована в журнале Nature Nanotechnology. Исследование провели Семих Четиндаг из Ратгерского университета и Аадитья Пендсе из Иллинойсского университета в Чикаго.

Сангил Ким, доцент кафедры химической инженерии в Иллинойсском университете в Чикаго и один из авторов статьи, сравнил этот механизм с тем, как электрический угорь вырабатывает электричество с помощью ионных каналов в специализированных клетках. По его словам, наблюдаемый ионный транспорт намного превышает теоретическую оценку, а также показатели существующих экспериментальных систем.

Чтобы протестировать мембраны, исследователи поместили их между ионными растворами с разной соленостью. Мембраны обеспечивали питание небольшой электроники, в том числе часов, калькулятора и светодиодов, используя только градиенты солевого раствора.

В статье сообщается о плотности мощности до 15 300 Вт на квадратный метр и эффективности преобразования энергии, приближающейся к теоретическому пределу в 50 % при pH 5,5.

По словам ученых, среди возможных областей применения — извлечение лития из отработанных аккумуляторов и производство «голубой» энергии, при которой электричество вырабатывается за счет смешения соленой и пресной воды.