| 0 |
|
Несовпадение между непостоянной доступностью вера или солнечного света и постоянно меняющимся потреблением энергии является самым большим препятствием на пути широкого применения электроэнергии, получаемой из возобновляемых источников.
Ученые и инженеры Гарварда продемонстрировали новый тип аккумулятора, способный решить эту проблему, значительно упростить и сделать более надежным применение возобновляемой энергии солнца и ветра.
Статья в журнале Nature за 9 января описывает не содержащую металлов конструкцию проточной батареи, основанную на электрохимическом взаимодействии недорогих и распространенных органических молекул. Называемые хинонами эти небольшие молекулы аналогичны используемым для сберегания энергии растениями и животными.
В проточных батареях энергия запасается во внешних жидкостных резервуарах, сообщающихся с независимым модулем, где выполняется электрохимическое преобразование. Такая конструкция позволяет наращивать емкость аккумулятора наиболее дешевым путем — увеличивая объем резервуаров для электролитных агентов.
Батарея сконструирована, построена и испытана в лаборатории профессора материаловедения Майкла Азиза (Michael J. Aziz) Гарвардской школы технологии и прикладных наук (SEAS). Наряду с экспериментами, в данном исследовании широко использовались методы вычислительной квантовой химии, позволившие в краткий срок выявить наиболее перспективных кандидатов из более 10 тыс. молекул хинонов.
В качестве активного компонента электролита наиболее совершенных сегодняшних проточных батарей используется ванадий, но его цена транслируется в весьма высокую стоимость хранения энергии. Новые проточные батареи, разработанные гарвардским коллективом, уже в их современном виде функционируют, по крайней мере, не хуже ванадиевых, но при этом состоят из значительно менее дорогих химических веществ и не нуждаются в катализаторе из драгоценных металлов. Хиноны в обилии встречаются в сырой нефти, а также в биомассе зеленых растений. Дополнительным их преимуществом является растворимость в воде, что устраняет риск возгорания.
Руководитель коллектива, Азиз планирует продолжить тестирование и оптимизацию системы. «До сих пор мы не наблюдали никакого ухудшения ее работоспособности на протяжении 100 и более циклов, но коммерческие приложения требуют тысяч циклов», — отметил он. Азиз также рассчитывает существенно улучшить базовый химический процесс нового аккумулятора.
К концу трехлетнего периода действия исследовательского проекта одна из его участниц, фирма Sustainable Innovations из Коннектикута, выпустит демоверсии органической проточной батареи, размером с небольшой автомобильный прицеп. Такое портативное масштабируемое оборудование можно будет подсоединять к солнечным элементам, размещенным на крыше коммерческого строения или частного дома.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
