Дешевая, безопасная и экологичная: Создана протонная батарея для гаджетов
Ученым из Мельбурна удалось разработать усовершенствованный прототип дешевой протонной батареи с возможностью перезарядки. Об этом пишет TechExplore.
Аккумулятор не имеет экологических проблем, характерных для отслуживших литий-ионных аналогов. Мельбурнский королевский технологический университет уже запатентовал разработку, а доктор Шахин Хейдари и доктор Сейед Ния опубликовали соответствующую научную работу.
Команда продемонстрировала улучшенный прототип своей предварительной разработки, но уже в качестве рабочего устройства, которое может питать несколько небольших вентиляторов и свет в течение нескольких минут. Аккумулятор использует угольный электрод для хранения водорода, отделенного от воды, а затем работает как водородный топливный элемент для производства электроэнергии.
"При разрядке протоны снова высвобождаются из угольного электрода и проходят через мембрану, чтобы соединиться с кислородом воздуха и сформировать воду – это реакция, генерирующая энергию", – объясняют ученые. "Наша протонная батарея имеет гораздо меньшие потери, чем обычные водородные системы, что делает ее непосредственно сопоставимой с литий-ионными батареями с точки зрения энергоэффективности".
Также протонная батарея позволит избежать расхода энергии на хранение газообразного водорода под высоким давлением, а затем снова расщепить молекулы этого газа в топливных элементах. Емкость аккумулятора, составляющая 2,2 мас.% водорода в угольном электроде, почти втрое больше, чем у их прототипа 2018 года, и более чем вдвое больше, чем у других известных электрохимических систем хранения водорода.
"Основным ресурсом, используемым в нашей протонной батарее, является углерод, которого много, он доступен во всех странах и дешев по сравнению с ресурсами, необходимыми для других типов перезаряжаемых батарей, таких как литий, кобальт и ванадий", – утверждают исследователи.
Запасы лития на планете сосредоточены только в нескольких странах, другие металлы, например кобальт, используемые в литиевых батареях, становятся все более дефицитными и более дорогими.
В настоящее время команда Университета начинает двухлетнее исследовательское сотрудничество с итальянским международным поставщиком автомобильных компонентов Eldor Corporation. Ученые хотят создать коммерческий прототип этой технологии. Ведущий исследователь RMIT профессор Джон Эндрюс считает, что недавние улучшения конструкции их протонной батареи означают, что она становится конкурентоспособной как углеродно-нейтральная альтернатива литий-ионным батареям.
"Поскольку мир переходит на периодические возобновляемые источники энергии для достижения нулевых выбросов парниковых газов, дополнительные варианты хранения, эффективные, дешевые, безопасные и имеющие надежные цепочки поставок, будут иметь большой спрос", – говорит Эндрюс.
Cheap proton batteries compete with lithium on energy density https://t.co/YQCm18ycyI
— Nis (@3480Ni) July 28, 2023
