Loading

Новая органическая батарея из Калифорнии

Создано 01.07.2014 15:14
Автор: Natali

Новая органическая батарея от ученых из Калифорнии. Facepla.net последние новости экологии

Ученые из Университета Южной Калифорнии разработали органический аккумулятор, который, по их утверждениям, весьма долговечен и создан из дешевых, экологичных компонентов.

Новая батарея, в которой не содержатся металлы или токсичные материалы, предназначена для использования на электростанциях, где она сможет сделать энергию, поставляемую в сеть, более устойчивой и эффективной, позволяя создавать крупномасштабные хранилища энергии для использования по мере необходимости.

«Батарея работает до 5000 циклов перезарядки, предполагая, по оценкам, 15-летний срок службы», говорит Шри Нараян (Sri Narayan), профессор химии в колледже искусства и естественных наук Dornsife при USC (Университет Южной Калифорнии), соавтор документа, описывающего новые батареи, который был опубликован в он-лайн журнале Journal of the Electrochemical Society.

Новая органическая батарея от ученых из Калифорнии

 

«Литий-ионные батареи деградируют примерно через 1000 циклов и стоят в 10 раз дороже в изготовлении».

Нараян сотрудничал с Сурьей Пракаш (Surya Prakash), профессором химии и директором USC Loker Hydrocarbon Research Institute, а также с сотрудниками Университета Южной Калифорнии Бо Янгом (Bo Yang), Леной Хубер- Буркхардт (Hoober-Burkhardt) и Фанг Ванг (Fang Wang).

«Эти органические батареи,станут прорывом для энергохранилищ, подключенных к национальным сетям, поскольку они простые, дешевые, надежные и экологически чистые», рассказывает Пракаш.

«Такие батареи могут проложить путь для возобновляемых источников энергии для восполнения большей доли энергопотребления нации».

Солнечные панели могут генерировать энергию только когда светит солнце, точно также как ветряные турбины – когда дует ветер. С такой точки зрения, низкая стабильность делает процесс производства экологически чистой энергии не выгодным для энергетических компаний, они не могут всегда полагаться на возобновляемые источники энергии для удовлетворения потребительского спроса.

С батареями, которые хранят излишки энергии, а затем отдают ее по мере необходимости, указанная ненадежность может перестать быть серьезной проблемой.

«Организация хранения энергии в гигантских масштабах является критической проблемой в будущем возобновляемых источников энергии, требуя недорогих и экологически чистых решений», считает Нараян.

Новая органическая батарея от ученых из Калифорнии

Принцип работы новой батареи основан на реакции окисления - восстановления - аналогично принципу работы топливного элемента с двумя емкостями электроактивных материалов, растворенных в воде. Растворы прокачиваются через емкость со специальной мембраной, на каждой стороне которой расположены электроды, разделяющей две жидкости, высвобождая электроны.

Такой дизайн имеет преимущество, поскольку устраняет зависимость мощности источника от его емкости. Контейнеры с электроактивными материалами можно установить, теоретически, любых размеров, увеличивая общую емкость хранилища.

Можно также произвести "настройку" центральной ячейки, регулируя количество производимой энергии в единицу времени.

Работа команды сконцентрирована на электроактивных материалах. В то время как предыдущие конструкции батарей использовали металлы или токсичные химические вещества, Нараян и Пракаш хотели найти органическое соединение, которое может быть растворено в воде. Они поняли, что такая система позволит создать минимальное воздействие на окружающую среду и, вероятно, будет дешевой в производстве.

Следуя методом проб и ошибок они обнаружили природные соединения - хиноны, являющиеся окисленными органическими соединениями - подходят идеально. Хиноны содержатся в растениях, грибах, бактериях и тканях некоторых животных и участвуют в процессе фотосинтеза и кислородного обмена в клетках.

«Это такие типы молекул, которые природа использует для передачи энергии», объясняет Нараян. В настоящее время хиноны, необходимые для батарей, изготавливаются из природных углеводородов. В будущем существует потенциальная возможность для их получения из диоксида углерода».

Команда уже подала несколько патентов в отношении конструкции батареи, и, согласно будущим планам, планирует строительство версии более крупного масштаба.

Facepla.net по материалам news.usc.edu

Author: Natali

Комментарии: