Разработана батарея для хранения возобновляемой энергии при комнатной температуре
Стэнфордские специалисты представили новую комбинацию материалов, которая может помочь в создании аккумуляторов, способных хранить большое количество энергии от возобновляемых источников.
При дальнейшем развитии, технология сможет быстро и дешево подавать электричество в сеть при нормальных температурах окружающей среды, сообщает eurekalert.org. Речь идет о проточной батарее, которая давно рассматривается как перспективный способ хранения непостоянно поступающую возобновляемую энергию. Но, до недавнего времени, жидкости, способные производить ток, имели ограничения по генерируемой мощности, требовали высоких температур или токсичных, дорогих химикатов.
Уильям Чуэ, доцент материаловедения в Стэнфорде, вместе с Антонио Баклигом и Джейсоном Руголо, решили попробовать использовать натрий и калий. В смеси они образуют при комнатной температуре жидкий металл, способный выступать в роли донора электронов. Теоретически, вещество имеет минимум в 10 раз больше доступной энергии на грамм, чем другие потенциальные кандидаты на отрицательный полюс проточной батареи.
Результаты исследования представлены в Joule.
Для использования жидкого металла на катоде исследователи нашли подходящую керамическую мембрану из калия и оксида алюминия. Она разделяет отрицательные и положительные материалы, не препятствуя движению тока.
Структура более чем в 2 раза увеличила максимальное напряжение существующих проточных батарей. Прототип сохранял стабильность несколько тысяч часов. Увеличение напряжения означает и удешевление производства устройства.
Авторы выяснили, что керамическая мембрана избирательно предотвращает миграцию натрия на анод. Но максимальной эффективности структура достигала при 200°С и выше. В экспериментах при комнатной температуре команда использовала более тонкую мембрану, позволившую добиться повышения мощности. Ученые также испытали 4 разных жидкости для положительного полюса батареи. Водяные растворы быстро разрушали мембрану. Но авторы уверены, что соединения без H2O улучшат производительность батареи.
