Ученые создали батарею, которая работает на химических отходах

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

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
ИИ против айтишников: как новые инструменты меняют ИТ-бизнес
Мнения
Оказалось, Apple Watch «обманывают» в подсчете калорий
Новости
Китай впервые проверил квантовую связь QSDC на борту многоразовой ракеты
Наука
В Москве пройдет форум MOSТИМ 2025 — обсудят цифровизацию в строительстве и выберут лучших в BIM
Новости
Россиянам могут заблокировать входящие звонки из-за рубежа
Новости
Страдающее «лицо» появилось на Солнце: ученые фиксируют поток частиц в сторону Земли
Космос
Маск и Трамп начали войну в соцсетях: что произошло и какие будут последствия
Кейсы
В Нижнем Новгороде создали «умный» материал для 3D-печати человеческих тканей
Наука
ИИ против супербактерий: в ИТМО создали платформу для поиска новых лекарств
Новости
Парк промышленных роботов в России вырос на 62% за один год
Новости
Геофизики объяснили загадочное ускорение сейсмических волн в недрах Земли
Наука
Семь российских вузов разделят 4,7 млрд рублей на исследования в области ИИ
Иннополис
Найден способ изучать квантовые состояния, которые десятилетиями не получалось поймать
Наука
Каталог кейсов применения квантовых технологий представили в России
Новости
Ozempic и мужское здоровье: как препарат влияет на либидо и восприятие размера пениса
Наука
Землю 2.0 нашли рядом со звездой, похожей на Солнце
Космос
Рыбу «Судного дня» случайно нашли в на пляже: почему ее опасаются
Наука
Раскрыта идеальная формула эффективности на работе
Наука
Бесплатные пользователи ChatGPT получат одну из премиальных функций чат-бота: как это работает
Новости
На «Госуслугах» появятся адреса бомбоубежищ: как и где посмотреть
Новости