Експериментальна проточна батарея.
Вчені Гарварду розвивають технологію проточних акумуляторів. Надихнувшись формулою вітаміну B2, вони знайшли абсолютно новий клас високопродуктивних органічних молекул, які можуть бути основою безпечного способу зберігання електрики, отриманого від непостійних джерел, таких як сонячні панелі і вітрогенератори.
Попереднім успіхом команди була розробка потужної проточної батареї, в якій енергія зберігається за допомогою хінонів і жовтої кров'яної солі (раніше для цього використовувалися іони ванадію, дорогого і токсичного металу). Це стало проривом, що забезпечив високоефективною, негорючою, нетоксичною, не викликає корозії і недорогою хімічною речовиною проект зі створення потужного і дешевого пристрою зберігання електроенергії.
Хоча і хінони досить перспективні, вчені продовжують шукати й інші відповідні органічні молекули в гонитві за ще вищою продуктивністю. Це складне завдання.
«Тепер, після розгляду близько мільйона різних хінонів, ми розробили речовину нового класу для використання в якості акумуляторного електроліту, що розширює наші можливості, - говорить Кайсян Лінь (Kaixiang Lin), перший автор публікації. - Його простий синтез означає, що вона має бути технологічно при виробництві у великій кількості при дуже низькій вартості, що є важливою метою цього проекту».
Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Energy.
Пристрій проточного акумулятора передбачає зберігання енергії в розчинах у зовнішніх ємностях - чим вони більші, тим більше енергії можуть зберегти. У 2014 році Майкл Азіз (Michael J. Aziz), матеріалознавець з Гарвардського університету, у співпраці з іншими фахівцями, створив проточний акумулятор з органічним електролітом, який зберігає енергію значної щільності, не вимагаючи дорогих металів.
Проточний акумулятор виробляє електроенергію, пропускаючи електроліт крізь два електроди, розділені мембраною. Електроліт перетікає з одного відділення в інше, і внаслідок електрохімічних процесів батарея заряджається або розряджається.
Ключовим елементом технології стали хінони, органічні молекули, окислювальні властивості яких проявляються в біохімічних реакціях в організмах тварин і рослин.
Під час останнього дослідження команда черпала натхнення у вітаміні B2 (рибофлавін), який допомагає зберігати в організмі енергію, отриману з їжі. Ключова різниця між рібофлавіном і хінонами в тому, що атоми азоту, а не атоми кисню, беруть участь у реакції і випускають електрони.
"Тільки кілька змін у початковій молекулі B2 - і ця нова група молекул стає хорошим кандидатом для лужної проточної батареї, - розповідає Азіз. - Вони мають високу стабільність і розчинність і забезпечують високу напругу акумулятора і місткість. Їх дуже легко виробляти, ці молекули можуть бути виготовлені у великій кількості при дуже низькій вартості ".
