Інноваційна проточна батарея живитиме цілі міста: допоможе дешева рідина

Дослідники з Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії (PNNL) Міністерства енергетики США створили нову конструкцію проточної батареї, яка значно полегшить збирання енергії від поновлюваних джерел, як-от сонце і вітер. Подробиці повідомляє сайт Interesting Engineering.

Проточні акумулятори складаються з двох хімічних компонентів, які розчинені в рідині та розділені спеціальною мембраною. Вони заряджаються і розряджаються, коли іони переносяться від одного елемента до іншого, проходячи через перегородку.

Однією з головних особливостей нового акумулятора на основі заліза стало те, що рідким електролітом слугує проста хімічна речовина, яка часто зустрічається у водоочисних спорудах і призначена для боротьби з корозією — азотистий трифосфат або нітрилотриметилфосфонова кислота. Інший ключовий елемент батареї теж широко поширений у світі — це звичайне залізо, саме воно утримує електричний заряд.

Проточна батарея нового типу під час лабораторних випробувань показала безпрецедентну циклічну стабільність, витримавши тисячу циклів заряджання і зберігши 98,7% своєї ємності. Це значний прорив порівняно з попередніми варіантами подібних систем, які швидко деградували під час використання.

"Ми шукали електроліт, який міг би зв'язувати і зберігати заряджене залізо в рідкому комплексі за кімнатної температури і м'яких умов експлуатації з нейтральним pH. Ми зацікавлені в розробці матеріалів для акумуляторів, яких вдосталь на Землі і які можна добути всередині країни", — прокоментував старший автор статті Гуошен Лі.

Як пояснили вчені, їхні проточні батареї діляться на дві камери і забезпечують безперервну циркуляцію рідкого електроліту. Вони заряджаються, коли відбувається електрохімічна реакція, а потім зберігають енергію, яку пізніше можна використовувати для живлення або зарядки електронних пристроїв.

На відміну від традиційних батарей, нові системи можна розгорнути в будь-якому масштабі: від компактних лабораторних установок до комплексів, що обслуговують цілі міста. Вони можуть навіть служити резервними генераторами, що підтримують електромережі в разі перебоїв з електропостачанням.

Головним недоліком технології наразі є відносно невисока щільність енергії — 9 ват-годин на літр, що нижче, ніж у наявних систем на основі ванадію. Однак PNNL обіцяють збільшити показники, змінивши концентрацію електроліту і вихідну напругу.

Аарон Холлас, автор дослідження і керівник групи, наголосив на перевагах безпеки проточної акумуляторної системи, особливо на її роботі за нейтрального pH у воді. Крім того, батарея використовує комерційно доступні реагенти, які раніше просто не розглядали як елементи подібної системи.

Раніше писали, що в Італії створили незвичайну батарейку, яка може живити гаджети сонячною енергією. Надтонкі модулі можуть заряджати невеликі гаджети і позбавляють необхідності ставити дорогі акумулятори.