Добавление сахара радикально увеличит мощность и долговечность проточных батарей

Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (США) совершили прорыв в создании катализаторов для проточных батарей. Это громоздкие устройства с двумя баками с жидким электролитом — анолитом и католитом, которые при смешивании и прокачке через ионоселективную мембрану вырабатывают электрический ток. Их применяют для создания запасов энергии, так как баки с заряженным и разряженным электролитом легко менять и складировать.

Эффективность проточной батареи напрямую зависит от состава электролита, и это является обширной областью для исследований и экспериментов. Американские ученые искали способ растворить больше флуоренола в воде, и по совету коллег из Йельского университета использовали β-циклодекстрин, разновидность сахара. Неожиданно оказалось, что жидкость нового состава отлично удерживает протоны, что позволяет электронам более упорядоченно протекать через мембрану.

После серии экспериментов ученым удалось подобрать состав электролита, который увеличил уровень заряда батареи на 60 %. В отличие от растворов с наночастицами металлов, применяемых для тех же целей, сахар полностью растворяется в жидкости и не создает загрязнения, не выпадает в осадок. По расчетам, можно будет еще больше нарастить мощность батареи, добившись плотности энергии в 4-5 раз выше, чем у литиевых батарей.

Пытаясь проверить влияние нового раствора на работу батареи, ученые более года непрерывно заряжали и разряжали ее. Они хотели бы продолжать и дальше, но у них сломалась пластиковая трубка для перекачки жидкости. Каково же было удивление, когда выяснилось, что раствор за это время не деградировал, и батарея лишь незначительно утратила емкость.