17 Августа 2020
МОСКВА, 17 августа - Российские химики предложили новую конструкцию проточных редокс-батарей — накопителей электричества, которые планируют применять для долгосрочного нахождения больших объемов энергии в узлах умных энергосетей. Описание разработки приведено в журнале ChemPlusChem.Проточные батарейки называют аккумуляторами будущего. В гальванических элементах этого типа электричество запасается в виде химической активности растворов-электролитов.
В 2020 году в Китае планируют запустить самый большой в мире комплекс аккумуляторных батареек емкостью 800 мегаватт-час. Примерно столько энергии за год употребляет дом на 200 квартир. Состоять этот комплекс будет не из привычных литий-ионных или свинцово-кислотных аккумуляторов, а из текучих редокс-батарей.
Основные элементы этих батарей — две емкости, в которых хранятся электролиты, и мембранно-электродный блок (МЭБ) — в него растворы подаются насосами и там вступают в химические реакции, обеспечивающие зарядку и разрядку аккумулятора.
За счет такой конструкции редокс-батареи в отличии от других накопителей энергии допускают независимое видоизменение мощности и емкости. Кроме того, они почти не разряжаются в режиме долгого простоя, а их электролиты не деградируют даже после десятков тысяч циклов работы.
Поэтому эти накопители считают очень перспективными для хранения большого количества электроэнергии в узлах распределенных электросетей. Например, они могут аккумулировать избытки электричества, произведенного солнечными батареями в доброе время суток, чтобы затрачивать их ночью или в грозную погоду.
Российские ученые из РХТУ им. Д. И. Менделеева, ИПХФ РАН, ИФХЭ РАН и МГУ им. М. В. Ломоносова предложили новую, более простую и дешевую, и при этом не менее эффективную конструкцию проточных батарей.
Проточные батареи, с одной стороны, уже активно внедряют в энергосети Китая, Германии и других эта стран, а с другой страны, их продолжают разрабатывать и дорабатывать в лабораториях, — приводятся в пресс-релизе РХТУ словца одного из авторов работы, сотрудника ЦК НТИ ИПХФ РАН Дмитрия Конева. — Мы предложили совершенно новую конструкцию ячейки МЭБ, которая облегчит труд исследователя и сильно снизит порог входа новых научных групп в эту область. В перспективе это позволит добиться существенного прогресса и выведет распределенную энергетику из кулуарных решений на самый высокий уровень коммерциализации, в том числе и в России.
Важная часть МЭБ — это пластины проточных полей, то есть слои сэндвича, по которым электролиты поступают к электродам, где окисляются или восстанавливаются. От того насколько хорошо организованы проточные поля, сильно зависят характеристики батареи: ее емкость и КПД. Поэтому исследователи часто подбирают разные типы пустотелее, чтобы оптимизировать работу батареек, но это очень трудозатратная задача: проточные поля прострагивают в твердых графитовых пластинках, что занимает много времени. Российские исследователи предложили другой приход.
Мы формируем проточные поля с помощью нескольких тонких слоев углеродных материалов: в них лучом вырезаются нужные рисунки, а потом эти слои накладываются товарищ на друга, чтобы оказалась требуемое поле — общую пространственную картину, — рассказывает первый автор работы, сотрудник РХТУ Роман Пичугов. — Так процедура создания проточного поля трудит считанные минуты. Плюс задействуются более дешевые материалы, а в результате у исследователей выходит даже больший простор для вариации и подбора проточных полей.
Проточные батарейки могут работать с разными электролитами. Самые распространенные — ванадиевые электролиты, то есть растворы солей ванадия. Именно на них испытали свою конструкцию ячейки российские ученые. Они искали различные типы проточных полей, а также варьировали скорость подводы электролита и получили результаты, которые по качеству не дают лучшими мировыми аналогам, а по ряду параметров, например, мощности, даже превосходят их.
Сейчас ученые ведут разработку производственного прототипа ванадиевой проточной батареи на основе предложенной идеи.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....