Теория перемещения в масштабе пор поможет улучшить проточные батареи

Ученые из Иллинойского университета предложили новую теорию, предсказывающею, как движение жидкости будет влиять на способность молекул в проточной батарее реагировать на поверхностях пористых электродов.

Проточные окислительно-восстановительные батареи – развивающаяся технология электрохимического хранения энергии, позволяющая эффективнее использовать возобновляемые источники. В принципе, можно разработать установку, чья емкость не зависит от расчетной мощности. Но, на практике, важную роль играет легкость транспортировки редокс-активных молекул на поверхности электродов. Она определяет эффективность, генерируемую мощность и срок службы. Исследователи из Иллинойского университета предложили новую теорию, предсказывающую, как поток жидкости влияет на реактивность молекул, сообщает sciencedaily.com. Свои выводы команда Кайла Смита представила в Journal of the Electrochemical Society.

Ученые предположили, что скорость реакции в микроскопических масштабах соответствует структуре электродного материала. Модель позволила Смиту предсказать, как происходит молекулярный транспорт при переходных условиях, когда концентрация редокс-активных веществ в электролите меняется со временем.

«Мы показали, что такая среда свойственна проточным батареям. В зарядка и разрядка происходят динамически с изменением состава электролита. Результаты отличаются от прошлой работы, рассматривавшей явление с точки зрения стабильного состояния, — сказал Смит. – Представленная теория позволяет предсказать коэффициенты массового переноса в микропористых структурах. Результаты помогут изготавливать более эффективные электроды и электролиты».

Выводы проекта повлияют на множество сфер, основанных на транспортировке в масштабе пор, включая очистку и опреснение воды, передачу реактивных материалов, обезвреживание промышленных выбросов и биоразложение живых клеток.