Открыта новая технология органической водной проточной батареи, которая обещает резко снизить стоимость и улучшить устойчивость работы системы хранения энергии. Разработка Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, имеет низкую стоимость и использует устойчивые синтезированные молекулы вместо традиционных коммерческих металлов, и может быть интегрирована в существующие батареи.

Проточные батареи отличаются по форме и функции от типичных литий-ионных батарей. Они хранят свои активные химические вещества — жидкие электролиты — в двух внешних баках. Для выработки электроэнергии эти жидкости закачивают в центральный коллектор с двумя электродами, которые разделены мембраной. Они обмениваются ионами через эту мембрану, и в результате вырабатывается электроэнергия. Для накопления заряда, происходит обратный процесс.

Проточные батареи безопаснее литий-ионных аккумуляторов, они могут выдерживать более высокие температуры или периоды простоя, что делает их более подходящими для хранения и отдачи энергии, произведенной из возобновляемых источников энергии, таких как солнечные батареи и ветряные турбины — в особенности, для частных домов.

Используемые сейчас стандартные материалы электролитов ванадия и брома являются дорогими, опасными и токсичными металлами. Такой набор материалов наблюдается у 79 процентов существующих проточных батарей.

Но исследователи считают, что их новые органические электролиты (метилвиологен, в качестве анолита, и 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил в качестве католита, а также хлорид натрия для реализации разрядки) могут стать новым стандартом.

Предполагается, что в новых устройствах стоимость одного киловатт-часа составит 180 долларов, что на 60 процентов меньше, чем в типичной проточной батареи на основе ванадия. Новые жидкие электролиты на водной основе были также разработаны вместо существующих систем, так что не будет никакой необходимости заменять существующую инфраструктуру.

Исследователи протестировали технологию на небольшой 600-мВт батарее. Она была стабильна в течение 100 циклов с «почти» 100 процентной эффективностью при плотности тока от 20 до 100 мА на квадратный сантиметр, с оптимальной производительной на уровне 40-50 мА на квадратный сантиметр — в которых было сохранено около 70 процентов первоначального напряжения батареи.

Теперь они планируют сделать большую тестовую версию, которая может поддерживать пиковую нагрузку среднестатистического частного дома (примерно до пяти киловатт). Исследователи также пытаются увеличить продолжительность жизни устройства, так чтобы батарея смогла сохранять свою емкость в течение длительного времени без замены электролитов.

---

Подпишитесь на новости

---