Учені створили протонну батарею для гаджетів: вона дешева, безпечна й екологічно чиста

Інженерам із Мельбурна вдалося розробити вдосконалений прототип дешевої протонної батареї з можливістю перезарядження, яка одного дня може стати джерелом енергії для живлення будинків, транспорту й гаджетів, пише TechExplore. Найважливіше, що подібний акумулятор не має екологічних проблем, пов'язаних із закінченням терміну служби літій-іонних аналогів. Мельбурнський королівський технологічний університет уже запатентував розробку, а доктор Шахін Хейдарі й доктор Сейєд Нія опублікували відповідну наукову роботу.

Як працює ця протонна батарея

Команда продемонструвала покращений прототип своєї попередньої розробки, але вже в якості робочого пристрою, який може живити кілька невеликих вентиляторів і світло протягом декількох хвилин. Акумулятор використовує вугільний електрод для зберігання водню, який був відділений від води, а потім працює як водневий паливний елемент для виробництва електроенергії.

"Під час розрядки протони знову вивільняються з вугільного електрода і проходять через мембрану, щоб з'єднатися з киснем повітря та сформувати воду — це реакція, що генерує енергію, — кажуть науковці. — Наша протонна батарея має набагато менші втрати, ніж звичайні водневі системи, що робить її безпосередньо порівнянною з літій-іонними батареями з точки зору енергоефективності", — зазначають розробники.

Так само протонна батарея дала змогу уникнути витрат енергії на зберігання газоподібного водню під високим тиском, а потім знову розщепити молекули цього газу в паливних елементах.

Місткість акумулятора, що становить 2,2% мас водню у вугільному електроді, майже втричі більша, ніж у їхнього прототипу 2018 року, та більш ніж удвічі більша, ніж в інших відомих електрохімічних систем зберігання водню.

"Основним ресурсом, використовуваним у нашій протонній батареї, є вуглець, якого багато, він доступний у всіх країнах і дешевий порівняно з ресурсами, необхідними для інших типів батарей, що перезаряджаються, таких як літій, кобальт і ванадій", — стверджують дослідники.

Запаси літію на планеті зосереджені лише в кількох країнах, тоді як інші метали, як-от кобальт, що використовуються в літієвих батареях, стають дедалі дефіцитнішими й дорожчими.

Які наступні кроки вчених?

Наразі команда Університету розпочинає дворічну дослідницьку співпрацю з італійським міжнародним постачальником автомобільних компонентів Eldor Corporation. Учені хочуть створити комерційний прототип цієї технології.

Провідний дослідник RMIT професор Джон Ендрюс сказав, що нещодавні поліпшення конструкції їхньої протонної батареї означають, що вона стає конкурентоспроможною як вуглецево-нейтральна альтернатива літій-іонним батареям.

"Оскільки світ переходить на періодичні поновлювані джерела енергії для досягнення нульових викидів парникових газів, додаткові варіанти зберігання, що є ефективними, дешевими, безпечними та мають надійні ланцюжки постачань, матимуть великий попит", — сказав Ендрюс із Інженерної школи.

Провідний дослідник Мельбурнського королівського технологічного університету професор Джон Ендрюс сказав, що нещодавні поліпшення конструкції їхньої протонної батареї означають, що вона стає конкурентоспроможною як вуглецево-нейтральна альтернатива літій-іонним батареям.

"Оскільки світ переходить на періодичні поновлювані джерела енергії для досягнення нульових викидів парникових газів, наша розробка матиме великий попит", — сказав професор Ендрюс.

Ми вже розповідали, що вчені зі США винайшли новий тип гнучких акумуляторів на основі тканини. У майбутньому це допоможе створювати одяг для підзарядки гаджетів.