Ученые университетов Юты и Мичигана разработали химическую формулу для проточного редокс-аккумулятора, в 1000 раз более стабильную, чем современные аналоги.
Во всех аккумуляторах есть химические вещества, которые запасают и выделяют электрический заряд. Однако, проточные редокс-аккумуляторы (работают на реакции окисления-восстановления) не похожи на батареи в автомобилях или смартфонах. В них есть два контейнера для хранения энергии, разделенные набором инертных электродов.
Современные проточные редокс-аккумуляторы работают на растворе ванадия, ценного вещества, нуждающегося в особо бережном отношении из-за своей потенциальной токсичности. Создание формулы такой батареи требует химического равновесия, поскольку молекулы, способные хранить больше энергии, например, выработанной солнечными панелями, оказываются менее стабильными.
Наиболее многообещающим материалом для анолита (часть электролита, ближайшая к аноду) стала органическая молекула пиридиния. Она не содержит металлов и растворяется в органическом растворе, повышая его стабильность. Ученые обнаружили, что молекулы в предложенном ими электролите распадаются, когда взаимодействуют друг с другом. Но если помешать им встречаться, то распада не происходит.
Обычно период полураспада молекул электролита батареи составляет 8-12 часов, говорит Мэтью Сигман, один из авторов статьи, опубликованной в Journal of the American Chemical Society, «а структура, которую мы предсказали, сохраняет стабильность месяцами».
Теперь ученые пытаются найти католит (часть электролита, ближайшая к катоду), чтобы соединить его с этой молекулой и заложить основу структуры новой проточной батареи, сообщает Phys.org. «Это многоэтапный процесс, но ничего не получится, если у вас нет стабильной молекулы с низким редокс-потенциалом. Начинать работу нужно отсюда», — считает Мелани Сэнфорд из Университета Мичигана.
Ученые нашли доказательства того, что Вселенная — это голограмма
Кейсы
Новый вид проточной батареи представили химики Университета штата Пенсильвания. Ее можно заряжать водным раствором двуокиси углерода. Аппарат вырабатывает электричество благодаря разнице концентраций СО2 в эмиссии и воздухе.