Финики занимают особое место в повседневной жизни и на праздничном столе во многих арабских странах. А что происходит с косточками, которые остаются после переработки плодов? Учёные исследуют необычное применение: превращают их в пористый уголь для электродов суперконденсаторов — устройств, способных быстро накапливать и отдавать электрическую энергию. Рассказываем, что показали лабораторные опыты и почему говорить о готовой промышленной технологии пока рано.
Материал: пористый активированный уголь
Возможное применение: электроды суперконденсаторов
Стадия: описанные испытания — лабораторные
Что такое суперконденсатор
Суперконденсатор, как и аккумулятор, хранит электрическую энергию, но устроен иначе. В нём есть два электрода, электролит и разделитель. При зарядке на поверхности электродов и в прилегающем к ней электролите образуются слои противоположных зарядов. В некоторых материалах в накоплении энергии участвуют и быстрые поверхностные реакции.
Такие устройства обычно могут быстро принимать и отдавать заряд и выдерживать много циклов работы. При этом на единицу массы они, как правило, запасают меньше энергии, чем аккумуляторы. Поэтому суперконденсатор — не универсальная замена батарее, а возможное дополнение к ней.
Например, суперконденсаторы могут принимать энергию при торможении транспорта и отдавать её при разгоне, а также кратковременно поддерживать питание электроники. Их изучают и для работы вместе с аккумуляторами в солнечной энергетике — чтобы сглаживать кратковременные перепады мощности. Материалы из финиковых косточек для таких применений ещё предстоит проверить за пределами лаборатории.
Почему учёные заинтересовались косточками
Косточки остаются при производстве фиников без косточек и финиковой пасты. Это не обязательно бесполезный остаток: как отмечает ФАО, их давно используют, например, в кормах для животных и для приготовления напитка, похожего на кофе. Но часть косточек может служить и сырьём для новых материалов.
В лаборатории косточки подготавливают, нагревают и активируют, в том числе с помощью химических реагентов. Так получают углеродистый материал с сетью мельчайших пор: их внутренняя поверхность может взаимодействовать с ионами электролита.
Важна не только площадь этой поверхности. Поры должны быть доступны для ионов, а материал — проводить электричество и сохранять свойства при многократной зарядке. Поэтому состав и способ обработки имеют значение не меньше, чем само происхождение сырья.
Эксперимент 2025 года: лабораторная ячейка
В исследовании, опубликованном в 2025 году в журнале Journal of Energy Storage, учёные использовали для активации угля оксалат натрия — соль щавелевой кислоты. Удельная площадь поверхности полученного материала достигла 1 630 м²/г: этот показатель учитывает и поверхность внутри пор.
Исследователи испытали уголь в симметричной лабораторной ячейке суперконденсатора. По данным авторов, удельная ёмкость составила 112 Ф/г при удельном токе 0,5 А/г. После 10 000 циклов зарядки и разрядки ячейка сохранила около 97 % первоначальной ёмкости.
Исследователи также сообщили об удельной энергии 16 Вт·ч/кг при удельной мощности 250 Вт/кг. Первый показатель описывает запас энергии в пересчёте на массу, второй — мощность в расчёте на массу. В доступной аннотации не уточняется, масса каких компонентов использовалась для расчёта, поэтому эти величины нельзя автоматически относить к массе всей ячейки.
Эксперимент 2026 года: электроды и электролит
В 2026 году журнал Next Energy опубликовал другую работу, в которой участвовали исследователи Университета нефти и полезных ископаемых имени короля Фахда. Они использовали косточки с плантации в саудовском Дахране: получили из них активированный уголь для электродов и извлекли целлюлозу — основу гидрогелевого электролита.
Команда собрала симметричную ячейку в небольшом круглом корпусе и сообщила об удельной ёмкости 113,75 Ф/г при удельном токе 0,5 А/г. Значение рассчитано на массу активного материала электрода, а не всей ячейки, и относится к лабораторному образцу, а не к готовому промышленному изделию.
Хотя два ключевых материала получили из финиковых косточек, ячейка содержала и другие компоненты: в гидрогеле использовали гидроксид натрия и мочевину, а электроды разделяло стекловолокно. Для практического применения ещё нужно оценить надёжность конструкции и возможность её производства в большем масштабе.
Насколько экологична такая переработка
Идея использовать побочный продукт сельского хозяйства выглядит привлекательно: часть сырья может получить новое назначение вместо того, чтобы стать отходами. Но растительное происхождение само по себе не делает производство безвредным.
Нагрев до высоких температур требует энергии, а химическая активация — реагентов и последующей обработки материала. Так, в опыте с косточками из Дахрана материал нагревали до 750 °C, а затем промывали кислотой и водой. При переходе к крупному производству придётся учитывать расход воды и энергии, безопасность работы с веществами, очистку стоков и дальнейшую утилизацию устройства.
Авторы работы 2025 года представили предварительную оценку воздействия на окружающую среду. Их вывод указывает на потенциал выбранного метода, но для практического сравнения нужны расчёты полного жизненного цикла конкретного производства и сопоставление с альтернативными материалами.
Что это может дать арабским странам
В Египте, Саудовской Аравии, Алжире, Тунисе и других странах региона финиковая пальма остаётся важной сельскохозяйственной культурой. Для предприятий, которые уже перерабатывают плоды, косточки могут стать сырьём ещё для одного продукта с добавленной стоимостью.
Но доступность косточек не гарантирует низкую цену готового электрода. Нужно организовать сбор и сортировку, оплатить перевозку, оборудование, энергию и реагенты, а затем обеспечить стабильное качество материала. Кроме того, косточки могут быть востребованы и в других отраслях.
Следующий шаг — проверить, сохраняются ли свойства угля при увеличении масштаба, в разных партиях сырья и в готовых устройствах. Только после таких испытаний и экономических расчётов можно будет судить, где технология действительно полезна и способна ли она конкурировать с существующими материалами.
Финиковая косточка не становится батарейкой сама по себе. Но исследования показывают: привычный побочный продукт может послужить сырьём для материала с новым назначением. Удастся ли ему выйти за пределы лаборатории, покажут дальнейшие испытания и расчёты.
