В России показали новую конструкцию проточных батарей — Naked Science
6 минут
Мария Кривоченко

В России показали новую конструкцию проточных батарей

3.0

Она должна сделать лабораторные тесты более простыми, дешевыми и «полностью раскрыть потенциал новой технологии». В будущем это поможет запустить производство более дешевых проточных батарей. Ученые уже начали разработку промышленного прототипа.

Схематическое изображение мембранно-электродного блока разработанной батареи / © R. Pichugov et al. / ChemPlusChem, 2020
Схематическое изображение мембранно-электродного блока разработанной батареи / © R. Pichugov et al. / ChemPlusChem, 2020

Мембранно-электродный блок (МЭБ) — основной элемент проточной батареи. Его делают из нескольких слоев разных материалов. Важная часть МЭБ — пластины проточных полей, по которым электролиты поступают к электродам, где окисляются и восстанавливаются. От качества пластин зависят характеристики батареи, например мощность и КПД. Сейчас их делают из графита — это отнимает много времени. Российские ученые предложили новый подход.

Его описание опубликовали исследователи из РХТУ им. Д. И. Менделеева, ИПХФ РАН, МФТИ и Института физической химии и электрохимии РАН в журнале ChemPlusChem. По задумке, проточные поля будут формировать в нескольких тонких слоях углеродных материалов. В каждом из них вырезают нужный рисунок, а потом слои накладывают друг на друга, чтобы получилось требуемое поле. Этот способ занимает минуты и подразумевает использование более дешевых материалов. «А у исследователей получается даже больший простор для вариации и подбора проточных полей», — добавил Роман Пичугов, первый автор работы и сотрудник РХТУ им. Д. И. Менделеева.

Схематическое изображение ванадиевой проточной батареи / © R. Pichugov et al. / ChemPlusChem, 2020

Ученые испытали новую конструкцию на ванадиевых электролитах (растворы солей ванадия). Они перебирали разные типы проточных полей и варьировали скорость подачи электролита, и получили результаты, сравнимые с лучшими мировыми исследованиями. Авторы отметили, что мощности протестированных МЭБ оказались даже немного выше аналогов на графите.

Специалисты считают, что в будущем разработку можно будет использовать в производстве накопителей энергии для распределенных электросетей. Сейчас ученые вместе с компанией InEnergy разрабатывают и испытывают ванадиевую проточную батарею из десяти ячеек, построенных по новому методу, а также проектируют другие типы проточных батарей на их основе.

Установка для тестирования ячейки ванадиевой проточной батареи. МЭБ закреплена на штативе над перистальтическим насосом. Емкости заполнены ванадиевым электролитом (до начала процесса зарядки батареи / © R. Pichugov et al. / ChemPlusChem, 2020

Проточные редокс-батареи — накопители, подходящие для долгосрочного хранения больших объемов энергии, которая хранится в виде химической энергии растворов-электролитов. Они состоят из двух емкостей, где содержатся электролиты и МЭБ: в него растворы подаются насосами и вступают в химические реакции, от чего батарея заряжается или разряжается. В отличие от многих других накопителей энергии, они допускают независимое изменение мощности и емкости. Кроме того, они почти не разряжаются в режиме долгого простоя, а их электролиты не деградируют даже после десятков тысяч циклов работы.

Батареи продолжают дорабатывать в лабораториях, при этом их используют в энергосетях некоторых стран — обычно в солнечных или ветряных электростанциях. Например, в этом году в Китае планируют запустить самый большой комплекс аккумуляторных батарей в мире с емкостью 800 МВт-ч (примерно столько энергии за год потребляет дом на 200 квартир).

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
2 часа назад
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 10:07
6 минут
Сергей Васильев

Первые сейсмические данные о внутренней структуре Красной планеты показали ее удивительно толстую кору и большое расплавленное ядро.

Вчера, 05:40
6 минут
Мария Азарова

Американские ученые проверили, есть ли взаимосвязь между возрастом и титрами нейтрализующих антител к классическому штамму коронавируса и бразильскому варианту у привитых людей.

21 июля
22 минуты
Александр Березин

Существующие континенты движутся к слиянию в один — это лишь вопрос времени, считают большинство исследователей. Группа ученых решила выяснить, что будет с обитаемостью Земли после того, как это слияние завершится. Как оказалось, температура на планете существенно вырастет при любом исходе. Но в случае формирования одного из двух возможных суперконтинентов на суше станет намного холоднее. Если возникнет второй суперконтинент, доля обитаемой твердой поверхности, напротив, возрастет. Почему так получается и что из этого следует?

21 июля
4 минуты
Сергей Васильев

До сих пор было неизвестно, могут ли плоды передавать сигналы материнскому растению, но опыты, поставленные на томатах, показали, что это действительно происходит.

18 июля
5 минут
Илья Ведмеденко

Представлены первые фотографии перспективного российского боевого самолета, премьера которого состоится на грядущем авиасалоне МАКС. Ранее мы уже могли видеть новую машину, однако ее скрывал защитный чехол.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: