Новый электролит обеспечит крупномасштабное хранение «зелёной» энергии

Исследователи, работающие на базе Южно-Китайского технологического университета синтезировали молекулярное соединение, которое может служить недорогим электролитом для стабильной проточной батареи. Об этом сообщается в статье, которую они опубликовали в журнале Energy Material Advances.

«Водные проточные окислительно-восстановительные батареи могут обеспечить стабильную электрическую мощность при использовании неустойчивой солнечной и ветровой энергии, — сказал Чжэньсин Лян (Zhenxing Liang), профессор Школы химии и химической инженерии Южно-Китайского технологического университета. — Достоинства электроактивной органики, такие как широкая доступность сырья, низкая стоимость и гибкий молекулярный контроль электрохимических характеристик положительных и отрицательных электролитов, считается ключом к разработке проточных окислительно-восстановительных батарей следующего поколения».

Отправной точкой в своём исследовании группа Ляна выбрала TEMPO. Это химическое соединение имеет легко обратимые состояния окисления и обладает высоким энергетическим потенциалом. Однако напрямую использовать его в качестве положительного электролита проточной батареи нельзя, так как TEMPO не растворяется в воде.

Поэтому учёные разработали стратегию улучшения TEMPO с помощью ещё одного органического агента — виологена. Его отличает хорошая растворимость в воде. Кроме того, виологен химически отнимает электроны у атомов партнёров, что увеличивает его способность изменять окислительное состояние. Виологен также является солью, которая наделяет TEMPO «приличной проводимостью» в водном растворе.

Тестирование модифицированного виологеном TEMPO в проточной батарее показало, что она сохраняет 99,98% ёмкости за цикл. Это значит, что не используемая активно батарея может удерживать почти всю накопленную энергию.

«Эта концепция молекулярного дизайна обеспечивает стратегию для новых органических электроактивных материалов и закладывает основу практического применения водно-органических проточных батарей», — отметил Лян.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365