;
Новости 25 августа 2021

Ученые создали батарею, которая работает на химических отходах

Далее

Российские химики разработали нейтрализационную батарею, которая генерирует электричество за счет разности рН двух жидкостей, например, стоков отработанных кислот и щелочей с химических производств. Результаты исследования публикует журнал ChemSusChem. Об этом «Хайтеку» сообщили в пресс-службе РХТУ им. Д.И. Менделеева,

С каждым годом в мире производят все больше электричества и людям нужно всё больше накопителей энергии. Они бывают разного типа — от привычных литий-ионных аккумуляторов и свинцово-кислотных батарей до водородных топливных элементов и многих других. У каждой технологии свои плюсы и минусы: какие-то накопители почти не разряжаются в режиме простоя и поэтому подходят для долгосрочного хранения электричества, другие могут выдавать очень большие токи, а третьи — хранить рекордное количество энергии в пересчету на единицу своей массы, что делает их незаменимыми, например, для подводных лодок.

Среди накопителей энергии бывают и особенно экзотические. Так, в 70-х годах XX века ученые предложили концепцию нейтрализационной батареи, в которой энергия получается за счет разницы в значениях рН двух жидкостей, называемых электролитами. Фактически — это топливо, которое превращается в электричество. Нейтрализационные батареи обладают достаточно низкими характеристиками: они не дают большие мощности при разряде и не могут хранить большие объемы энергии, но зато у них есть важное преимущество — стоимость электролитов. Для литий-ионных аккумуляторов нужны сравнительно дорогие соли лития, для водородных топливных элементов — водород, а нейтрализационные батареи могут использовать практически любые жидкости

Принцип работы нейтрализационной батареи основан на том, что две жидкости с отличным рН прокачиваются через разные емкости внутри батареи. Они физически не смешиваются между собой, но зато вступают в электрохимические реакции, продукты которых переходят из одной емкости в другую. За счет такого своеобразного круговорота веществ и выделяется или, наоборот, запасается энергия.

Российские ученые отработали конструкцию нейтрализационной батареи на разбавленных растворах HCl и NaOH. Ключевая идея заключалась в использовании водородных электродов. В итоге в обеих емкостях происходят реакции с участием водорода, и суммарная энергия нейтрализации складывается именно из них. При этом, для работы нейтрализационной батареи подходят даже морская вода и отходы химических заводов. Саму конструкцию разработали ученые РХТУ имени Менделеева, ИПХФ РАН и ИФХЭ РАН.

«Ключевая идея — применение водородных электродов. Реакции разнесены в пространстве и проходят в двух емкостях с участием водорода, и суммарная энергия химической нейтрализации дает электроны, то есть, мы получаем электричество практически из ничего. Сперва кажется, что это какой-то трюк, но это реальная технология», — говорит Павел Локтионов, первый автор исследования.

Авторы уже доказали принципиальную возможность перезарядки такого устройства, а его удельная мощность составила 6 мВт/см² — это один из самых высоких показателей среди нейтрализационных батарей.


Читать далее

В Китае обнаружены два новых вида динозавров

Раскрыта вековая загадка источника космических лучей в Млечном Пути

Ученые нашли следы смертельной схватки мегалодона с кашалотом

Загрузка...