Loading...

Animation by Sara Levine | Pacific Northwest National Laboratory

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.