Мембрана для хранения энергии – дешево и несердито

С непрерывным и стремительным ростом энергетических нужд человечества возникает острая необходимость не только поиска новых источников энергии, но и эффективных способов ее хранения. Группе исследователей из Национального университета нанонаук и нанотехнологических инициатив Сингапура (NUSNNI) удалось создать первую в мире мембрану для хранения электроэнергии. В отличие от современных аккумуляторов и суперконденсаторов новый материал способен накапливать на порядок больше энергии, он более рентабелен в производстве, а главное – безопасен для окружающей среды.

Команда ученых под руководством доктора Кси Ксиэн Нинг (Xie Xian Ning) использовала для изготовления мембраны полимер на основе полистирола, зажатый между двумя металлическими пластинами. Теоретически на квадратный сантиметр площади новинка способна накапливать 0,2 фарада, что в 200 000 раз больше верхнего предела стандартного конденсатора.

Низкая себестоимость изготовления мембраны существенно повысит рентабельность хранения энергии. В то время как при применении жидких электролитов стоимость хранения 1 фарада составляет порядка 7 долларов, инновационная мембрана позволит снизить эту цифру до 62 центов, т.е. в 11 раз. Таким образом, если при использовании стандартных литий-ионных батарей в один доллар США «умещаются» 2,5 ватт/часов, с новыми мембранами 1 доллар придется выложить за 10-20 ватт/часов. Выгода очевидна.

«По сравнению с современными аккумулирующими устройствами наша мембрана обладает простой конструкцией и очень низкой себестоимостью, а ее технические характеристики превосходят показатели кислотно-щелочных батарей, литий-ионных аккумуляторов и даже суперконденсаторов», - поясняет доктор Кси.

Высокой энергоэффективностью плюсы инновационной разработки не исчерпываются. Мягкий, легкий, складывающийся материал, не содержащий жидких электролитов, которые при повреждении могут пролиться, позволит создавать более совершенные и простые устройства со значительно меньшими финансовыми затратами. Возможность применения своего детища авторы разработки видят в гибридных транспортных средствах, солнечных батареях и ветряных турбинах. Например, двигатели гибридных автомобилей можно будет запускать за счет накопленной в мембранах энергии, с дальнейшим движением посредством двигателя внутреннего сгорания, что позволит существенно сократить расход топлива и выбросы в атмосферу вредных веществ. Интегрирование мембран в солнечные панели и ветряные турбины поможет решить проблему нестабильного сохранения и расхода сгенерированной энергии путем аккумулирования избыточной энергии и ее использования в период дефицита природных факторов, например, в ночное время. В данный момент исследовательская команда рассматривает перспективы коммерциализации продукта и его массового производства.

«С запуском серийного производства подобных мембран высокоэффективные аккумулирующие технологии станут доступны для всех. Экологическая безопасность разработки может кардинально изменить современные энергогенеририрующие и энергосберегающие устройства», - подчеркивает доктор Кси.

По материалам: sciencedaily, automotiveworld

Комментарии: