Исследователи из Академии наук КНР (CAS) совершили прорыв в области энергетики, создав воздушно-железный проточный аккумулятор, который способен работать без деградации на протяжении 16 лет. Устройство выдерживает более 6000 циклов заряда-разряда, при этом отсутствие лития в конструкции делает его значительно безопаснее и дешевле современных аналогов.
Решение проблемы деградации
Ранее развитие воздушно-железных проточных систем тормозилось низкой обратимостью химических реакций и утечкой активных компонентов через разделительную мембрану. Китайским ученым удалось обойти эти ограничения, тщательно подобрав состав электролита. Протестировав 12 органических лигандов, они остановились на комплексном соединении [Fe (HPF)BHS]4-.
Его уникальная молекулярная структура обеспечивает надежную защиту железного центра. Кроме того, наличие отрицательно заряженных функциональных групп позволяет эффективно отталкивать гидроксид-ионы, что практически сводит к нулю нежелательное проникновение через мембрану.
Рекордные показатели эффективности
Лабораторные испытания показали, что при плотности тока 80 мА/см² аккумулятор демонстрирует кулоновскую эффективность на уровне 99,4%. Это означает почти полное отсутствие потерь энергии в процессе работы. Специалисты подсчитали, что 6000 циклов соответствуют примерно 16 годам повседневного использования.
Помимо долговечности, новинка обладает высокой мощностью:
- Пиковая плотность мощности: 392,1 мВт/см².
- Общая энергоэффективность: 78,5%.
Такие характеристики подтверждают, что технология способна не только долго служить, но и отдавать значительную энергию под нагрузкой.
Перспективы использования
Принцип работы проточных аккумуляторов, где жидкие электролиты хранятся в отдельных резервуарах, идеально подходит для масштабирования. Увеличить энергоемкость можно простым расширением баков, что делает разработку крайне перспективной для инфраструктуры солнечных и ветряных электростанций.
На текущий момент проект находится на стадии лабораторных испытаний. Коммерческие перспективы зависят от того, удастся ли ученым воспроизвести столь высокие результаты при массовом производстве. Тем не менее, использование доступного железа открывает широкие возможности для создания систем долговременного хранения возобновляемой энергии.
