Новости

Батарея нового типа, конструкция которой не содержит каких-либо металлов или токсичных материалов, предназначена для использования на солнечных и ветряных электростанциях. Она позволит сделать их энергосеть более устойчивой и эффективной за счет хранения больших излишков энергии, которая будет использоваться по мере необходимости.

 

«Эта батарея может выдержать около 5000 циклов зарядки/разрядки, что означает, что ее срок службы равен примерно 15 годам», – сказал Шри Нараян, профессор химии в USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, а также соавтор работы, которая была опубликован 20 июня в онлайн-журнале Electrochemical Society. «Литий-ионные батареи теряют свою эффективность спустя примерно 1000 циклов з/р, при этом они в 10 раз дороже в производстве».

 

По словам Сурьи Пракаша, профессора химии и директора USC Loker Hydrocarbon Research Institute, подобные органические батареи произведут настоящий прорыв в области хранения электроэнергии, поскольку они просты, дешевы, надежны и устойчивы.

 

Созданная учеными батарея основана на окислительно-восстановительной химической реакции, что делает ее схожей с топливными элементами. Ее конструкция включает две емкости с электроактивными материалами, растворенными в воде. Растворы закачивается в ячейку, которая содержит мембрану, разделяющую две жидкости, и по электроду с каждой стороны, в результате чего происходит химическая реакция, высвобождающая энергию.

 

Преимущество данной конструкции заключает в том, что ее мощность не зависит от емкости. Резервуары с электроактивными материалами могут быть увеличены до любых необходимых размеров, что, в свою очередь, приведет к увеличению общего количества энергии, которое система может хранить. Кроме того, центральная ячейка может быть изменена таким образом, чтобы выдавать накопленную энергию быстрее или медленнее.

 

Главное отличие этой батареи от предложенных ранее аналогов заключается именно в электроактивных материалах, в качестве которых ранее использовались металлы или токсичные химические вещества. В результате ряда опытов Нарайян и Пракаш определили, что некоторые природные хиноны (окисленные органические соединения), отлично подходят для этой цели, поскольку эти вещества растворяются в воде, являются очень дешевыми и оказывают минимальное воздействие на окружающую среду. Хиноны находятся в растениях, грибах, бактериях и некоторых животных, а также участвуют в фотосинтезе и клеточном дыхании.

 

В настоящее время хиноны, необходимые для производства таких аккумуляторов, получают из природных углеводородов, однако Нараян считает, что в будущем их можно будет изготавливать при помощи диоксида углерода.