Вода вместо лития: "вечный" аккумулятор готов к покорению мира

Ученые США разработали новую конструкцию батареи на основе химического вещества, применяемого на очистных сооружениях, которая направлена на удовлетворение возрастающего спроса на источники возобновляемой энергии, такие как ветровая и солнечная энергия.

В основе новой разработки лежит прототип железо-поточного аккумулятора, демонстрирующий непревзойденную стабильность циклов зарядки. Согласно заявлению лаборатории, аккумулятор «показал выдающуюся стабильность циклов, выдержав более 1 000 последовательных циклов зарядки при сохранении 98,7% максимальной емкости». Это существенный прогресс по сравнению с предыдущими вариантами, которые подвергались значительной деградации.

Еще одной отличительной чертой аккумулятора является использование уникальной формулы жидкого химического вещества, заряжающего железо pH-нейтральным фосфатным электролитом. Вещество, азотсодержащий трифосфат нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТМФ), широко доступно благодаря применению на очистных сооружениях для предотвращения коррозии.

Используемые исследователями проточные аккумуляторы отличаются двухкамерной конструкцией и непрерывной циркуляцией электролитных жидкостей, а также предлагают универсальное решение для хранения энергии. Аккумуляторы заряжаются посредством электрохимической реакции и накапливают энергию в химических связях. Такую энергию затем можно использовать для питания электротехнических устройств.

В отличие от традиционных аккумуляторов, данные проточные системы могут быть развернуты в любых масштабах, от лабораторных установок до городских объектов, и даже служить резервными генераторами для электросети.

Авторы исследования подчеркнули преимущества безопасности системы проточного аккумулятора на водной основе, особенно его работу при нейтральном pH в воде. Кроме того, отмечается использование широкого доступных реагентов, которые ранее не исследовались для применения в проточных аккумуляторах.

Несмотря на текущую плотность энергии в 9 ватт-часов на литр (Втч/л), которая ниже, чем у коммерциализированных ванадиевых систем, аккумулятор PNNL обещает дальнейшие улучшения. Авторы работы планируют повышать производительность аккумулятора, сосредоточившись на таких аспектах, как выходное напряжение и концентрация электролита, для увеличения плотности энергии.