Прототип батареи работает на атмосферном азоте

Азот, из которого на состоит 78% атмосферы Земли, ввиду своей доступности является привлекательным для использования в качестве источника энергии. Однако его молекулы из двух атомов с тройной ковалентной связью в обычных условиях очень нелегко разделить, чтобы высвободить химическую энергию соединений и преобразовать её в электричество.

Один из возможных способов осуществить это предложила группа китайских учёных, представившая 13 апреля в журнале Chem концептуальный прототип батареи, работающей на атмосферном азоте.

Суть нового подхода заключается в обращении вспять химической реакции, которая используется в существующих литий-азотных батареях. Вместо того, чтобы использовать энергию разложения нитрида лития с получением лития и газообразного азота, прототип активирует атмосферный азот электронами с поверхности катода, а затем связывает его с ионами лития, образуя твёрдые продукты разрядки батареи.

Такая реакция протекает при комнатной температуре и обычном давлении, причём по удельной энергоёмкости прототип сопоставим с обычными литий-металическими батареями.

Авторы указывают, что их работа всё ещё находится в ранней стадии, чтобы можно было говорить о её прикладном значении, однако как пример продвинутого, экологически чистого цикла обратимого связывания азота она представляет большой фундаментальный и технологический интерес.

В отличие от используемых уже более ста лет для промышленного связывания азота путём синтеза аммиака реакторах Габера-Боша, такие батареи не нуждаются в высоких температурах и давлениях, но тем не менее позволяют получать качественные азотные соединения или азот там, где это нужно.