Новые проточные аккумуляторы улучшат работу сетей на основе ВИЭ

Проблема хранения и использования в сети возобновляемой энергии по-прежнему не теряет своей актуальности. Для ее решения создаются различные батареи, аккумулирующие электроэнергию за счет как твердых, так и жидких электролитов. Но найти эффективное решение, которое позволило подключиться к

Проблема хранения и использования в сети возобновляемой энергии по-прежнему не теряет своей актуальности. Для ее решения создаются различные батареи, аккумулирующие электроэнергию за счет как твердых, так и жидких электролитов. Но найти эффективное решение, которое позволило подключиться к коммунальной сети и подавать электричество в тысячи домов в течении 10-20 лет пока не удавалось. Справиться с этой задачей должна проточная батарея, разработанная исследователями из Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли в США.

Новый аккумулятор содержит мембрану, которая состоит из полимеров, известных как AquaPIM. Этот класс полимеров открывает возможности для дешевых и долговечных батарей на основе легкодоступных материалов, таких как цинк, железо и вода. Специалисты также разработали простую модель, показывающую, как различные мембраны влияют на срок службы батареи, что, как ожидается, даст серьезный толчок в исследованиях и разработке эффективных технологий для проточных аккумуляторов.

«Используя нашу технологию для определения производительности и срока службы батареи, можно быстро оценить потенциал каждого ее компонента, включая мембрану и электролит, что сократит время исследований с месяцев до нескольких дней и даже часов», - отметил руководитель проекта Бретт Хелмс.

В современных батареях на щелочной основе применяются дорогостоящие фторированные мембраны, стоимость которых может составлять от 15 до 20 процентов цены батареи. При этом их работа в щелочной среде менее стабильна. Один из способов снизить стоимость проточных батарей — найти высокоэффективную и более доступную альтернативу мембранам из фторированных материалов. В ходе своей работы ученые выяснили, что мембрана, модифицированная амидоксимом позволяет ионам быстрее перемещаться между анодом и катодом батареи.

Позже, оценивая производительность мембраны из AquaPIM и ее совместимость с различными типами батарей (например, в качестве анода был использован цинк, а катода - соединение на основе железа) исследователи обнаружили, что эта мембрана обеспечивает более стабильную работу щелочных батарей. В дополнение к этому сохраняется ее целостность. Результат удивил самих исследователей, поскольку органические материалы обычно разрушаются при высоком рН.

В дальнейшем ученые планируют протестировать мембраны из AquaPIM в проточных батареях, где рабочими жидкостями могут служить различные смеси с влючениями органики, металлов и полимеров. Они также надеются, что их разработка будет применяться и в других аккумуляторах на основе соединений кислорода и металл-органических каркасных структур.

Источник: newscenter.lbl.gov