Исследователи из Стэнфордского университета уже много лет разрабатывают различные варианты так называемых «жидких аккумуляторов» для накопления избыточной электроэнергии. Однако на этот раз они представили новую технологию, которая может изменить то, как мы используем экологически чистую энергию. Согласно заявлениям ученых, это инновационное решение, также подпавшее под определение “жидкий аккумулятор”, является многообещающим решением проблемы непостоянства возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и энергия ветра. Как подчеркивают исследователи, эта инновация открывает путь к созданию более устойчивых и надежных энергосистем, которые в настоящее время в значительной степени зависят от литий-ионных технологий.
Согласно сообщению группы ученых под руководством Роберта Уэймута, профессора химии из университета Роберта Эклза Суэйна, они разработали метод использования жидких органических носителей водорода. Этот метод позволяет преодолеть проблемы традиционного хранения водорода, которые часто связаны с громоздкой и сложной инфраструктурой. “Мы разрабатываем новую стратегию для избирательного преобразования и долгосрочного хранения электрической энергии в жидком топливе”, - сказал Роберт Уэймут, руководитель исследования.
Подход команды основан на жидких органических носителях водорода (LOHC), химических соединениях, способных поглощать и выделять водород. Используя тщательно разработанную каталитическую систему, исследователи смогли напрямую преобразовывать электрическую энергию в изопропанол, жидкий спирт, который служит в качестве носителя водорода высокой плотности. В этом процессе отпала необходимость в производстве газообразного водорода, что является серьезным препятствием при традиционном хранении водорода из-за его низкой плотности энергии и проблем безопасности.
Согласно оценок ученых, возможности применения этой технологии жидкостных аккумуляторов имеют далеко идущие последствия. В таких регионах, как Калифорния, которые в значительной степени зависят от возобновляемых источников энергии, возможность накапливать избыточную энергию в периоды пиковой производительности и высвобождать ее в периоды высокого спроса может значительно повысить стабильность и надежность энергосистемы. Более того, жидкий характер водородного носителя облегчает его транспортировку и распределение. Это потенциально открывает новые возможности для обезуглероживания транспорта и других отраслей.
Одним из ключевых выводов Стэнфордского исследования стала неожиданная эффективность кобальтоцена, соединения относительно распространенного и недорогого металла кобальта, в качестве сопутствующего катализатора в процессе накопления водорода. Это открытие может проложить путь к разработке более доступных и масштабируемых систем с жидкостными аккумуляторами. Это может еще больше ускорить внедрение технологий использования возобновляемых источников энергии.
Хотя технология все еще находится на ранней стадии развития, исследователи с оптимизмом смотрят в ее потенциал революционизировать энергетический ландшафт. “Это фундаментальная наука, но мы считаем, что у нас есть новая стратегия для более избирательного хранения электрической энергии в жидком топливе”, - пояснил Уэймут.
Сейчас команда сосредоточена на усовершенствовании каталитической системы и изучении способов оптимизации процессов накопления и высвобождения энергии. Они также изучают возможность использования других распространенных на земле металлов в качестве катализаторов, стремясь сделать технологию еще более экономичной и привлекательной для ее использования. Проводившие исследование ученые подчеркивают, что, предоставляя эффективное и масштабируемое решение для хранения возобновляемой энергии, разработанная ими инновация может ускорить переход от ископаемого топлива к более устойчивой энергетической системе.
В Journal of the American Chemical Society, где опубликовано это исследование, указывается, что оно знаменует собой многообещающий шаг на пути к будущему, в котором возобновляемые источники энергии могут эффективно храниться и использоваться по требованию.
