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.
Вчера, 17:46
17 минут
Александр Березин

SpaceX после затяжной серии аварий нормально посадила прототип Starship SN15. Огромная стальная ракета поднялась в воздух на десять километров, выполнила там сложные кульбиты, которые не могла сделать ни одна ракета ранее, а затем плавно опустилась вниз. Одни говорят, что это революция, другие — что «СССР так умел полвека назад». Кто прав и что будет дальше? Попробуем разобраться.

8 часов назад
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-морской флот получил многоцелевую атомную подводную лодку К-561 «Казань». Это один из самых совершенных кораблей такого типа в мире.

Вчера, 20:28
4 минуты
Илья Ведмеденко

Американский малозаметный эсминец Zumwalt хотят оснастить новой гиперзвуковой системой вооружений в 2025 году. Россия к тому времени уже должна ввести в эксплуатацию ракету морского базирования «Циркон».

1 мая
37 минут
Александр Березин

Бразильское агентство по наблюдению за здоровьем граждан (ANVISA) заявило, что нашло в вакцине «Спутник-V» некий живой вирус. Что оно имеет в виду и почему более авторитетные западные игроки не выявили подобных причин для беспокойства? Есть и другие поводы для обеспокоенных вопросов. Обе массовые западные аденовирусные вакцины от Covid-19 вызывают необычные тромбы, которые уже имели смертельные исходы. Правы ли те, кто ожидает таких же побочных эффектов от «Спутника», и почему их в этом случае еще ни разу не смогли найти?

2 мая
62 минуты
Николай Цыгикало

Знаменитый ракетный комплекс «Искандер» стал одним из символов российской военной мощи. Он не покидает центра внимания экспертов и средств массовой информации, а его тактико-технические характеристики приводятся в каждом информационном ресурсе военной тематики. Но цифры цифрами, а что за ними? Посмотрим на работу «Искандера» с разных сторон, чтобы разобраться в принципах действия и логике конструктивных решений. Тогда глубина понимания позволит пройти дальше одних лишь цифр ТТХ, и при всей важности они окажутся не на первом месте. Наш материал — самый полный рассказ о работе «Искандера» в открытом доступе.

4 мая
4 минуты
Ольга Иванова

Ученые из Финляндии определили причины того, почему «собака бывает кусачей» по отношению к человеку и другим животным.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: