Инновационная проточная батарея будет питать целые города: поможет дешевая жидкость

Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) Министерства энергетики США создали новую конструкцию проточной батареи, которая значительно облегчит сбор энергии от возобновляемых источников, таких как солнце и ветер. Подробности сообщает сайт Interesting Engineering.

Проточные аккумуляторы состоят из двух химических компонентов, которые растворены в жидкости и разделены специальной мембраной. Они заряжаются и разряжаются, когда ионы переносятся от одного элемента к другому, проходя через перегородку.

Одной из главных особенностей нового аккумулятора на основе железа стало то, что в качестве жидкого электролита выступает простое химическое вещество, которое часто встречается в водоочистных сооружениях для борьбы с коррозией — азотистый трифосфат или нитрилотриметилфосфоновая кислота. Другой ключевой элемент батареи тоже широко распространен в мире — это обычное железо, именно оно сохраняет электрический заряд.

Проточная батарея нового типа во время лабораторных испытаний показала беспрецедентную циклическую стабильность, выдержав тысячу циклов зарядки и сохранив 98,7% своей емкости. Это значительный прорыв по сравнению с предыдущими вариантами подобных систем, которые быстро деградировали при использовании.

"Мы искали электролит, который мог бы связывать и хранить заряженное железо в жидком комплексе при комнатной температуре и мягких условиях эксплуатации с нейтральным pH. Мы заинтересованы в разработке материалов для аккумуляторов, которые имеются в изобилии на Земле и могут быть добыты внутри страны", — прокомментировал старший автор статьи Гуошэн Ли.

Как объяснили ученые, их проточные батареи делятся на две камеры и обеспечивают непрерывную циркуляцию жидкого электролита. Они заряжаются, когда происходит электрохимическая реакция, а затем сохраняют энергию, которую позже можно использовать для питания или зарядки электронных устройств.

В отличие от традиционных батарей, новые системы можно развернуть в любом масштабе: от компактных лабораторных установок до комплексов, обслуживающих целые города. Они могут даже служить резервными генераторами, поддерживающими электросети в случае перебоев с электроснабжением.

Главным недостатком технологии сейчас является относительно невысокая плотность энергии — 9 ватт-часов на литр, что ниже, чем у существующих систем на основе ванадия. Однако PNNL обещают увеличить показатели, изменив концентрацию электролита и выходное напряжение.

Аарон Холлас, автор исследования и руководитель группы, подчеркнул преимущества безопасности проточной аккумуляторной системы, особенно ее работу при нейтральном pH в воде. Кроме того, батарея использует коммерчески доступные реагенты, которые ранее попросту не рассматривали как элементы подобной системы.

Ранее писали, что в Италии создали необычную батарейку, которая может питать гаджеты солнечной энергией. Сверхтонкие модули могут заряжать небольшие гаджеты и избавляют от необходимости ставить дорогостоящие аккумуляторы.