Рідкометалева батарея зможе працювати 20 років без втрати продуктивності (фото)

Рідкометалеву батарею розробили співробітники компанії Ambri, заснованої при Массачусетському технологічному інституті (MIT). Про це повідомляється в офіційному пресрелізі.

Згідно із заявою Ambri, акумулятор планують ввести в експлуатацію 2024 року. Його встановлять на об'єкті енергетичної інфраструктури міста Аврора (Колорадо, США) SolarTAC, потужність системи становить 300 кВт*г.

Як пише видання Interesting Engineering, сьогодні багато країн прагнуть перейти на "зелену" енергію, використовуючи сонячні батареї, вітряки тощо. У підсумку, виникає необхідність накопичену енергію зберігати. З цією метою і розробляються системи довгострокового зберігання, здатні, крім іншого, підтримувати роботу "зеленої" енергосистеми в періоди перебоїв (похмура погода, відсутність вітру тривалий час тощо). Активно застосовуються системи, що мають в основі літій-іонні акумулятори. Однак економічно вони невигідні, оскільки зберігання кожного кВт*г обходиться в $405, йдеться в матеріалі. В ідеалі, вчені хотіли б знизити витрати, пов'язані зі зберіганням енергії, до $20 за кВт*г. Принаймні, таку планку ставлять перед собою експерти з MIT, про що вони писали в науковій статті. І, схоже, що сьогодні їм вдалося досягти хороших результатів.

Чому використання літій-іонних батарей невигідне

Ті батареї, якими ми активно користуємося сьогодні, складаються з твердих електродів і рідкого електроліту. Ці складові знаходяться в окремих осередках з мембран і сепараторів. У процесі заряджання і розряджання іони мігрують до електродів і назад, що призводить до розширення і стиснення компонентів усередині акумулятора. Що частіше розряджається/заряджається батарея, то гіршою стає якість усіх її матеріалів, що призводить до зниження ємності. Саме з цієї причини літій-іонні акумулятори мають обмежений термін служби. А це, своєю чергою, означає, що акумулятори, які вийшли з ладу, потрібно постійно міняти на нові.

Завдання вчених — підвищити термін служби батареї, щоб при цьому не втрачалися такі важливі її властивості, як ємність. І, схоже, розв'язання проблеми знайдено.

Як працює рідкометалевий акумулятор

Рідкометалева батарея складається з трьох окремих шарів рідини, які "накладаються" один на одного, оскільки вони відрізняються за щільністю. Найщільнішою рідиною є розплавлена сурма, яка служить катодом, а найлегшою — кальцій, що виконує роль анода. Між ними знаходиться розчин солі хлориду кальцію, що діє як електроліт.

У фазі розряду анод вивільняє іони кальцію, які мігрують до катода, що призводить до утворення сплаву кальцію і сурми. Протягом цього процесу розрядки негативний вивід повністю використовується, але потім регенерується під час чергового циклу зарядки. Перевага полягає у відсутності "ефекту пам'яті" всередині батареї, як стверджують розробники. За їхніми словами, такий акумулятор може ефективно працювати протягом 20 років, як новенький, тобто без зниження продуктивності.

Компанія Ambri, створена 2010 року, нещодавно отримала сертифікат UL 1973, що дасть змогу використовувати її розробку як у стаціонарних, так і в допоміжних силових установках.

Вчені спрогнозували, що вартість зберігання енергії батареєю Ambri становитиме $200 за кВтг, що вдвічі дешевше, порівняно з літій-іонними накопичувачами. Однак цей показник все ще не влаштовує дослідників, адже вони ставлять перед собою мету знизити його ще в 10 разів.

У майбутньому рідкометалеві батареї Ambri встановлять у центрах обробки даних Microsoft, вважають журналісти, нагадуючи, що торік Microsoft протестувала продукт і залишилася задоволена.

Раніше ми повідомляли про те, які альтернативи наявним батареям вчені розробляють сьогодні.