Проточные аккумуляторы стали во много раз совершеннее: наконец-то органическая химия сделала значительный шаг вперед! Впервые сконструирована органическая молекула, которая способна выдержать многие тысячи зарядных циклов.
Проточные аккумуляторы типичны использования в нетрадиционных источниках энергии – солнечных батареях или ветряных мельницах. Они пользуются популярностью у любителей экологии. Чтобы энергия, быстротечно утекающая за короткий промежуток времени, накапливалась, используются не аккумуляторы, ограниченные по емкости в зависимости от размеров, а проточные батареи.
Отличия проточных аккумуляторов – в том, что в них присутствуют электроды, превращающие химическую энергию в электрическую, и электролиты, транспортирующие заряды от электрода к электроду. При этом они не имеют постоянного контакта друг с другом. Баки с химическими агентами – основное содержимое поточного аккумулятора, именно их объемом определяется емкость аккумулятора. Там хранится химическая энергия, которая, достигая электрода, преобразуется в электричество.
Структура электролита требовала использования дорогого металла – ванадия – в качестве добавки к электролиту. Рациональной заменой стал органический элемент хинон, легко переходящий в гидрохинон. При этом производительность аккумулятора упала: электролит стал быстро изнашиваться, потому что выдерживал слишком мало зарядных циклов. Хинон был достаточно дешев, но общая нестойкость электролита не позволяла ввести технологию в массовое производство из-за ее нерентабельности.
Сегодня ученые из Гарварда – Майкл Азиз и его коллеги – сумели найти альтернативное решение, выработав уникальную «дизайнерскую» молекулу хинона. Она получила название «Мафусаил» и длинную химическую формулу. Благодаря ней скорость деградации электролита не превышает 3% в год (ранее – 3% в сутки). Хинон, имеющий в основе такие молекулы, может гарантировать долговечность. Так проточные батареи станут выгодными в коммерческом отношении и начнут внедряться в массовое использование.
Разработки гарвардских ученых продолжаются. В составе электролитов еще многое остается несовершенных и представляющим угрозу. Коррозийно-опасные вещества – бром и тетрабромат – используются в качестве второго электролита. Ученые задались вопросом: а нельзя ли и их заменить «дизайнерским» хиноном? Важный технологический прорыв ожидается в самое ближайшее время.
Источник: https://eco-energetics.com/news/%d0%b4%d0%be%d0%bc-%d0%bd%d0%b0-%d0%b1%d0%b0%d1%82%d0%b0%d1%80%d0%b5%d0%b9%d0%ba%d0%b0%d1%85#/