Ученые создали протонную батарею для гаджетов: дешевую, безопасную и экологически чистую
Исследователи уже сотрудничают с итальянскими специалистами по автокомплектующим, чтобы сделать промышленный образец.
Инженерам из Мельбурна удалось разработать усовершенствованный прототип дешевой и перезаряжаемой протонной батареи, которая однажды может стать источником энергии для питания домов, транспорта и гаджетов, пишет TechExplore. Самое важное, что подобный аккумулятор не имеет экологических проблем, связанных с окончанием срока службы литий-ионных аналогов.
Мельбурнский королевский технологический университет уже запатентовал разработку, а доктор Шахин Хейдари и доктор Сейед Ния опубликовали соответствующую научную работу.
Как работает эта протонная батарея
Команда продемонстрировала улучшенный прототип своей предыдущей разработки, но уже в качестве работающего устройства, которое может питать несколько небольших вентиляторов и свет в течение нескольких минут. Аккумулятор использует угольный электрод для хранения водорода, который был отделен от воды, а затем работает как водородный топливный элемент для производства электроэнергии.
"При разрядке протоны снова высвобождаются из угольного электрода и проходят через мембрану, чтобы соединиться с кислородом воздуха и сформировать воду — это реакция, которая генерирует энергию", — говорят ученые. "Наша протонная батарея имеет гораздо меньшие потери, чем обычные водородные системы, что делает ее напрямую сопоставимой с литий-ионными батареями с точки зрения энергоэффективности", — отмечают разработчики.
Так же протонная батарея позволила избежать затрат энергии на хранение газообразного водорода под высоким давлением, а затем снова расщепить молекулы этого газа в топливных элементах.
Емкость аккумулятора, составляющая 2,2% мас водорода в угольном электроде, почти в три раза больше, чем у их прототипа 2018 года, и более чем вдвое больше, чем у других известных электрохимических систем хранения водорода.
"Основным ресурсом, используемым в нашей протонной батарее, является углерод, которого много, он доступен во всех странах и дешев по сравнению с ресурсами, необходимыми для других типов перезаряжаемых батарей, таких как литий, кобальт и ванадий", — утверждают исследователи.
Запасы лития на планете сосредоточены всего в нескольких странах, в то время как другие металлы, такие как кобальт, которые используются в литиевых батареях, становятся все более дефицитными и дорогостоящими.
Каковы следующие шаги ученых?
В настоящее время команда Университета приступает к двухлетнему исследовательскому сотрудничеству с итальянским международным поставщиком автомобильных компонентов Eldor Corporation. Ученые хотят создать коммерческий прототип этой технологии.
Ведущий исследователь RMIT профессор Джон Эндрюс сказал, что недавние улучшения конструкции их протонной батареи означают, что она становится конкурентоспособной в качестве углеродно-нейтральной альтернативы литий-ионным батареям.
"Поскольку мир переходит на периодические возобновляемые источники энергии для достижения нулевых выбросов парниковых газов, дополнительные варианты хранения, которые являются эффективными, дешевыми, безопасными и имеют надежные цепочки поставок, будут пользоваться большим спросом", — сказал Эндрюс из Инженерной школы.
Ведущий исследователь Мельбурнского королевского технологического университета профессор Джон Эндрюс сказал, что недавние улучшения конструкции их протонной батареи означают, что она становится конкурентоспособной в качестве углеродно-нейтральной альтернативы литий-ионным батареям.
"Поскольку мир переходит на периодические возобновляемые источники энергии для достижения нулевых выбросов парниковых газов, наша разработка будет пользоваться большим спросом", — сказал профессор Эндрюс.
Мы уже рассказывали, что ученые из США изобрели новый тип гибких аккумуляторов на основе ткани. В будущем это поможет создавать одежду для подзарядки гаджетов.