Американские ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории разработали батарею, которая позволяет сохранять энергию на несколько месяцев практически без потерь. Так, можно сохранить энергию, полученную от ветра или воды весной, а осенью использовать ее. Научная статья о работе опубликована в журнале Cell Reports Physical Science.
Возобновляемые источники энергии зависят от природных циклов. Из-за этого нельзя полагаться только на них, так как они не могут надежно обеспечить электроэнергией круглый год. Так, например, весной на Тихоокеанском северо-западе США широко используют ГЭС, а в районе реки Колумбия применяют ветрогенераторы. Всю полученную энергию необходимо перевести в электричество сейчас же. Хранится она самое большее несколько дней.
Но теперь ученые разработали батарею, которая позволяет сохранять энергию месяцами. Чтобы ее зарядить, ее нужно нагреть до 180 °С. Электролит становится жидким, поэтому в нем становится возможен ток ионов, создающий химическую энергию. Затем батарею остужают до комнатной температуры. Электролит застывает, и ионы останавливают движение. Когда энергия нужна снова, батарею достаточно просто опять нагреть. Эксперимент показал, что батарея сохраняет 92% энергии в течение 12 недель. Теоретическая плотность энергии в батарее составила 260 Вт·ч/кг. Это выше, чем у современных свинцово-кислотных и проточных батарей.
Ученые старались избегать в своей работе дорогих и высокореактивных материалов. В качестве электролита использовали расплавленную соль. При комнатной температуре она твердая, а при повышении температуры переходит в жидкую фазу. Анод и катод изготовлены из алюминия и никеля соответственно. Между анодом и катодом размещен сепаратор, который обычно изготавливают из керамики. Однако керамические сепараторы не только дорогие, но и плохо устойчивы к перепадам температур. Вместо этого ученые использовали сепаратор из стекловолокна. Стоимость материалов для батареи составляет 23 доллара за кВт·ч — такая цена была определена до скачка стоимости никеля. Исследователи рассматривают возможность применения железа вместо никеля. Тогда стоимость материалов упадет до 6 долларов за кВт·ч, что в 15 раз дешевле стоимости современных литий-ионных батарей.
Эксперты отметили, что такую батарею нужно будет перезаряжать 1–2 раза в год. В отличие от батарей, которые подпитывают электромобили, ноутбуки и другие устройства, эти аккумуляторы не должны выносить сотни и тысячи циклов перезарядки.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
