Представлена новая батарея: она хранит энергию в жидкой форме
Лабораторная проточная батарея на основе железа продемонстрировала стабильность в течение тысячи последовательных циклов зарядки, сохраняя при этом 98,7% своей максимальной емкости, сообщает TechXplore. Для сравнения, предыдущие исследования аналогичных батарей на основе железа показали ухудшение зарядной емкости на два порядка выше при меньшем количестве циклов зарядки.
Проточные батареи на основе железа, предназначенные для крупномасштабного хранения энергии, существуют с 1980-х годов. У новой батареи есть большое отличие: она хранит энергию в уникальной жидкой химической формуле, которая совмещает заряженное железо с жидким электролитом на основе фосфата с нейтральным pH или энергоносителем. Это химическое вещество называется азотистым трифосфонатом, нитрилотриметилфосфоновой кислотой или NTMPA. Оно коммерчески доступно в промышленных количествах, поскольку обычно используется для уменьшения коррозии на водоочистных сооружениях .
Фосфонаты, включая NTMPA, представляют собой широкое химическое семейство, основанное на фосфоре. Многие фосфонаты растворяются в воде и представляют собой нетоксичные химические вещества, используемые, среди прочего, в удобрениях и моющих средствах.
По словам исследователей, их первоначальная конструкция достигает плотности энергии до 9 Втч/л. Для сравнения, коммерческие системы на основе ванадия более чем в два раза более энергоемки — 25 Втч/л. Батареи с более высокой плотностью энергии могут хранить больше энергии на меньшей площади. Но систему, построенную из доступных материалов, можно масштабировать для обеспечения той же выходной энергии. Ваннадий, в отличие от фосфонатов, очень редкий компонент.
Проточные батареи состоят из двух камер, каждая из которых заполнена разной жидкостью. Батареи заряжаются посредством электрохимической реакции и сохраняют энергию в химических связях. При подключении к внешней цепи они выделяют энергию, которая может питать электрические устройства. У проточных батарей есть два резервуара с жидкостью, которая постоянно циркулирует и подает электролит в систему батареи. Это гарантирует непрерывное «кровоснабжение» аккумуляторной системы. Чем больше резервуар для подачи электролита, тем больше энергии может быть сохранено в проточной батарее.
Проточные батареи могут служить резервными генераторами для электросети. Их преимущество в том, что их можно построить в любом масштабе: от габаритов лабораторного стола до размера городского квартала.
В ближайшем будущем операторы энергетических сетей стремятся размещать системы аккумуляторного хранения энергии в городских и пригородных районах рядом с потребителями. Однако для градостроителей важно решить проблемы безопасности для потребителей.
Новая батарейная система работает с нейтральным pH в воде, поэтому она безопасна в использовании. Кроме того, в батарее используются коммерчески доступные реагенты. Это делает такие системы более доступными и удобными для использования в энергетической инфраструктуре городов.
Ранее инженеры из Дании разработали квадрокоптер, способный получать энергию от проводов линий электропередач.
