Сплав натрия и калия увеличит ёмкость батарей на порядок

В Стэнфордском университете учёными найдена комбинация материалов, которая позволяет снизить себестоимость и упростить эксплуатацию проточных перезаряжаемых батарей, расширив их применение для аккумулирования электроэнергии, генерируемой из возобновляемых источников (солнечного света, ветра и т.п.).

Проточные батареи известны давно, но, как правило, в них использовались токсичные или дорогие химикаты. Это, наряду с высокими рабочими температурами, сдерживало их распространение в энергетике.

Новая формула разработана стэнфордской группой, во главе с Уильямом Чуэ (William Chueh). Смешав щелочные металлы натрий и калий, они получили сплав, остающийся в жидком состоянии при комнатной температуре. Эта жидкость может работать в качестве донора электронов, образуя отрицательную сторону проточного аккумулятора.

По теоретической удельной энергоёмкости такой жидкий сплав превосходит возможные альтернативы не менее, чем в 10 раз.

Для того, чтобы разделить отрицательную и положительную жидкости в батарее, группа также разработала керамическую мембрану из оксидов калия и алюминия. Вместе, эти два изобретения увеличили максимальное электрическое напряжение более чем вдвое, в сравнении с традиционными проточными батареями. В лабораторных испытаниях прототип сохранял стабильность после тысяч часов работы.

Об этих достижениях группа отчиталась в статье, опубликованной журналом Joule 18 июля.

Эксперименты с жидкостями для положительной части батареи продолжаются. Установлено, что наличие в их составе воды ведёт к быстрому разрушению мембраны. Авторы полагают, что варианты на основе других растворителей позволят дополнительно улучшить рабочие характеристики батареи.