Международная группа исследователей из Гамбургского технического университета (TUHH) представила инновационную технологию хранения энергии, в которой в качестве электролита используется обычная вода. Ученым удалось доказать, что при размещении химически чистой воды внутри наноканалов особых глинистых минералов её физические свойства радикально меняются, что позволяет эффективно накапливать и передавать электрический заряд.
Устройство, получившее название Blue Capacitor («Синий конденсатор»), базируется на использовании трех крайне доступных компонентов: воды, глины и углерода. Процесс производства включает создание мембраны из смеси природной глины и графена, которая пронизана множеством каналов шириной всего около одного нанометра. После насыщения структуры чистой водой молекулы последней в столь тесном пространстве выстраиваются в уникальную конфигурацию, проявляя способности, недоступные им в макромире.
Преимущества и экологичность
Ключевым достоинством новой разработки является возможность полного отказа от стандартных электролитов, содержащих соли, кислоты или органические растворители. Традиционные компоненты часто отличаются токсичностью, высокой пожароопасностью и сложностью в переработке. Ученым удалось продемонстрировать работоспособность накопителя энергии, созданного исключительно на основе экологически чистых и недорогих материалов, без применения агрессивной химии.
Результаты испытаний
Тестовые испытания прототипа «Синего конденсатора» показали впечатляющие результаты:
- Ресурс: устройство успешно выдержало более 60 тысяч циклов заряда и разряда, не показав при этом заметной деградации.
- Рабочее напряжение: стабильная работа зафиксирована при напряжении до 1,6 В. Для водных систем это крайне высокий показатель, так как обычно вода начинает электролитически разлагаться на водород и кислород при значительно меньших значениях.
На текущий момент экспериментальный накопитель по своим рабочим параметрам уже сопоставим с рядом серийно выпускаемых коммерческих суперконденсаторов.
Перспективы применения
Несмотря на раннюю стадию исследований, авторы разработки уверены в больших перспективах технологии. В будущем «водные» суперконденсаторы могут найти применение в масштабных системах хранения энергии для объектов «зеленой» энергетики, таких как солнечные и ветряные электростанции. Также технология подходит для устройств стабилизации электросетей и современной электроники, где критически важны скорость зарядки и длительный жизненный цикл аккумулятора.
