В Стенфорде наконец создана идеальная батарея?

Фото: oilprice.com

Создание идеальной батареи для хранения энергии становится одной из ключевых задач мировой электроэнергетики. Ее параметры хорошо известны: аккумулятор должен быть дешевым, долговечным и обладать высокой энергетической плотностью.

К сожалению, этот идеал до последнего времени был недостижим, все создаваемые батареи обладали, в лучшем случае, лишь двумя из трех необходимых характеристик. Например, у литий-ионных есть долговечность и хорошая энергоплотность, но они дороги. А свинцово-кислотные дешевы, но недолговечны.

И вот теперь команда ученых из Стэнфорда утверждает, что почти добилась идеального сочетания качеств. В батарее, разработанная профессором Лабораторий материаловедения Йи Кюи и его командой, в составе электролита на водной основе используется марганец.

Во время зарядки аккумулятора электролиз разлагает воду на водород и кислород, а марганец из раствора электролита связывается с кислородом, присоединяясь к углеродному катоду. Фактически, энергия хранится в батарее в форме водорода. И во время использования аккумулятора ионы марганца вновь растворяются в электролите, а кислород и водород превращаются в воду.

Разработка стенфордских ученых имеет плотность энергии 140 Вт/кг, а срок эффективной работы — 10 тыс циклов зарядки и разрядки. Что касается стоимости, то, по словам разработчиков, хранение электроэнергии, которой достаточно для питания лампочки мощностью 100 Вт в течение 12 часов, обойдется в копейки.

Стоит отметить, что Министерство энергетики США недавно признало преимущества хранения электроэнергии и разработало требования к таким хранилищам. В частности, массивы аккумуляторов должны отдавать в сеть не менее 20 кВт*ч, долговечность должна составлять не менее 5 тыс циклов, а срок службы – не менее 10 лет. Что касается стоимости, то министерство оценивает ее максимум в 100 долл за 1 кВт*ч.

Лабораторный прототип батареи Стэнфорда подходит под эти параметры, так как в нем используются дешевые элементы – марганец и водород. Благодаря относительно простой структуре систему таких аккумуляторов легко масштабировать. Однако по мере роста ее цена будет довольно быстро расти, поскольку в прототипе в качестве катализатора используется платина.

В настоящее время исследователи ищут способ уменьшить стоимость своего изобретения, сообщает Oil Price. Они уже нашли альтернативу платиновому катализатору и теперь работают над катодом, тестируя различные материалы, чтобы улучшить производительность батареи.:///