Věda

Toxický vodní květ může být zdrojem uhlíku pro elektrody

Toxický vodní květ může být zdrojem uhlíku pro elektrody

Tzv. vodní květy, tedy nápadné zbarvení vody do zelena, které mají na svědomí především sinice, ale i další mikroorganismy mohou nejen pěkně znepříjemnit letní koupání, ale ohrožují i zdroje pitné vody. Vědci z Wayne State University v americkém Detroitu však nalezli způsob, jak přeměnit tuto biomasu na uhlík využitelný v elektrodách výkonných baterií.
Inspirovala je k tomu ekologická katastrofa, kdy se v srpnu 2014 výrazně přemnožil vodní květ v Erijském jezeře, nejjižnějším z Velkých jezer. Situace byla na tolik extrémní, že došlo otravě vodního systému v Toledu ve státě Ohio, což připravilo téměř půl milionu obyvatel o pitnou vodu.
Vědci v té době nabrali vzorky toxického vodního květu z jezera, které následně zahřívali při teplotě 700 – 1000 °C v argonu. Vodní květ byl přitom převeden do formy tzv. tvrdého uhlíku, který je možné využít jako vysokokapacitní, ale zároveň levné elektrody sodík-iontových (Na-ion) baterií. Ty přitom mají potenciál nahradit dnes převážně používané lithium-ion (Li-ion) baterie.
Stávající technologie používané v boji s vodním květem jsou přitom označované za pasivní a mají určitá omezení. Likvidace sinic nestačí. Mnohem větší přínos by mělo, kdyby byly vyvinuty technologie, jak přeměnit sinice na funkční vysoce hodnotné produkt. Právě elektrody Na-ion baterií jsou příkladem takového produktu.
Technologie Na-ion baterií je však v porovnání s Li-ion bateriemi stále ještě v plenkách. Jednou z výzev v jejím vývoji je nalezení spolehlivého elektrodového materiálu. U Li-Ion baterií používaný grafit se k tomuto účelu nehodí. Sodíkové ionty jsou větší než lithiové a do struktury grafitu se nevejdou. Pro ně se hodí tvrdý uhlík, který je více neuspořádaný než grafit a obsahuje větší počet defektů a dutin, do kterých se mohou uložit větší sodíkové ionty.

Sinice jsou zahříváním v argonu přeměněny na uhlík využitelný v elektrodách
Sinice jsou zahříváním v argonu přeměněny na uhlík využitelný v elektrodách
Vědci z Wayne State University při odběru vzorku sinic z Erijského jezera
Vědci z Wayne State University při odběru vzorku sinic z Erijského jezera

Více z Věda

Brněnští archeologové si připsali další úspěch

Věda22.9.2020

Vítězové Prémie Otta Wichterleho

Věda18.9.2020

Obezita komplikuje početí

Věda15.9.2020

Pýcha našich rašelinišť

Věda11.9.2020

Tajemství velkých „lidožroutů“

Věda8.9.2020

Dárců krve je stále nedostatek

Věda4.9.2020

Očkujte své děti proti HPV

Věda28.8.2020

V České republice se šíří nové druhy klíšťat

Věda25.8.2020

Zákeřná bakterie způsobuje vážná onemocnění malých dětí

Věda21.8.2020
Věda
Časopis, který by vás mohl zajímat