Простая и дешевая батарея сможет компенсировать флуктуации природных источников энергии

По мере того как вклад ветро- и солнечных электростанций в общую энергосистему приближается к 20%, растет потребность в эффективном и недорогом средстве хранения энергии, способном компенсировать и сглаживать свойственную им неравномерность функционирования.

Наиболее перспективным типом батарей для этого сегодня считаются так называемые «потоковые», в которых две взаимодействующие жидкости прокачиваются через реакционный резервуар с мембраной, задерживающей активные ионы.

Такая конструкция удобна тем, что легко масштабируется: объем резервуара, пропускная способность труб и мощность насоса увеличиваются для наращивания мощности аккумулятора. Оборотной стороной медали является высокая стоимость жидкостей, содержащих редкие металлы, такие как ванадий, и мембраны, требующей к тому же регулярной чистки.

Исследователи из SLAC National Accelerator Laboratory Министерства энергетики США и Стэнфордского университета, в майском номере Energy & Environmental Science сообщили о созданной ими недорогой и долговечной потоковой батарее, лишенной, как они утверждают, главных недостатков своих предшественниц.

Конструкция новой батареи предельно упрощена: она предусматривает использование всего одного потока молекул (одного резервуара и одного насоса) и не нуждается в мембране вовсе. Молекулы состоят из относительно дешевых элементов — серы и лития — и взаимодействуют с металлическим литием, покрытым защитным слоем, который пропускает электроны и предохраняет металл от разрушения. При зарядке молекулы полисульфида лития поглощают ионы лития, а при разрядке выпускают их обратно в раствор. Вместо воды применяется органический растворитель, что предотвращает коррозию элементов батарей.

В первых лабораторных испытаниях новые батареи продемонстрировали способность сохранять стабильные рабочие характеристики на протяжении более 2 тыс. циклов зарядки-разрядки, что эквивалентно пяти с половиной годам нормальной эксплуатации.