Учёные разработали аккумулятор, хранящий электроэнергию в жидкости

Исследователи из Pacific Northwest National Laboratory (США), принадлежащего Department of Energy, достигли прорыва в области энергосохранения, изменяя характер обычного химического соединения, используемого в водоочистных установках. Этот подход открывает новые перспективы для создания безопасных и экономически эффективных водных батарей, способных интегрироваться в национальные электрические сети, особенно в условиях неравномерных источников энергии, таких как ветер и солнце.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, представляет батареи, основанные на железе, которые обладают выдающейся устойчивостью в циклическом режиме. Эти батареи сохраняют 98,7% своей максимальной емкости в течение тысячи последовательных циклов зарядки.

Основой новой технологии является металлоорганический комплекс железа (Fe)-НТМПА2, который состоит из хлорида Fe(III) и нитрилотри-(метилфосфоновой кислоты) (НТМФК). Этот комплекс предназначен для использования в водных батареях с железоокислительно-восстановительным процессом. Полное испытание показало, что батареи на основе этого комплекса в сочетании с католитом Fe-CN обладают выдающейся циклической стабильностью в течение 1000 циклов зарядки/разрядки.

При плотности тока 20 мА·см² батареи на основе железа-НТМПА2 демонстрируют высокий КПД и энергоэффективность около 100% и 87% соответственно. Это означает, что потери энергии минимальны, что делает эту технологию не только эффективной, но и экономически целесообразной.

Благодаря увеличению клеточного напряжения до 1 В за счет сочетания католита Fe-Dcbpy/CN с высоким окислительно-восстановительным потенциалом, батареи на основе Fe-NTMPA2 могут обеспечивать практическую плотность энергии до 9 Втч/л.

Этот прорыв в области энергосохранения открывает новые возможности для использования неравномерных источников энергии и обеспечения стабильности электроснабжения. Надёжные и экономически эффективные водные батареи на основе железа могут стать ключом к переходу к более устойчивой и энергоэффективной энергетике.