Проточные батареи с жидким металлом более безопасны, эффективны и недороги ( 2 фото )

Проточные батареи имеют высокий потенциал для хранения энергии в больших масштабах и могут быть особенно полезны для совместного использования с возобновляемыми источниками энергии, но есть несколько проблем, которые еще предстоит решить. Инженеры из Стэнфорда разработали новый тип проточной батареи, которая может быть безопасной, эффективной и недорогой, при этом в ней используется металлический сплав, который остается жидким при комнатной температуре.

В проточной батарее катод и анод находятся в жидкой форме и хранятся во внешних резервуарах, которые при необходимости закачиваются в основной элемент батареи. Там две жидкости разделены мембраной, которая избирательно позволяет им обмениваться электронами для зарядки или разрядки энергии.

Эти устройства могут в будущем накапливать огромное количество энергии, но используемые химические вещества часто токсичны, дороги и сложны в обращении. Команда из Стэнфорда разработала новую проточную батарею для решения этих проблем, используя уникальную комбинацию материалов.


Прежде всего, жидкость, используемая в качестве отрицательной стороны батареи, представляет собой сплав натрия и калия. Эта смесь остается жидким металлом при комнатной температуре и теоретически может хранить как минимум в 10 раз больше плотность энергии, чем другие жидкости, ранее предложенные для этой роли. На положительной стороне ячейки команда проверила четыре различные жидкости на водной основе.

ГИБРИДНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ, ПЕРОВСКИТНО-КРЕМНИЕВЫЕ «СЭНДВИЧИ», ЭФФЕКТИВНЕЕ НА 20% ОБЫЧНЫХ

Второй новый материал находится в мембране, используемой внутри ячейки. Команда изготовила керамическую мембрану из оксида калия и алюминия, которая разделяет положительную и отрицательную жидкости, в то же время пропуская ток между ними.

Сообщается, что комбинация нового отрицательного электролита (анолита) и новой мембраны приводит к удвоенному максимальному напряжению проточных батарей, что означает лучшую общую плотность энергии и более низкие производственные затраты. Прототип, разработанный командой, также доказал свою стабильность в течение тысяч часов работы.

«Новая аккумуляторная технология имеет много различных положительных показателей: стоимость, эффективность, размер, срок службы, безопасность и т. д. », — говорит Антонио Баклиг, соавтор исследования. «Мы думаем, что у такого рода технологий есть возможность быть широко применяемой в промышленности, поэтому мы рады этому».

Исследователи говорят, что для дальнейшего улучшения конструкции батареи в будущем они могут изменить толщину мембраны или использовать неводную жидкость для положительной стороны ячейки.