Сегодня 13 октября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные создали лучший на сегодня протонный аккумулятор — он дешёвый, безопасный, долговечный и не боится мороза

Лишённый электрона атом водорода превращается в протон — ион или частицу с положительным зарядом. Это самая лёгкая и самая подвижная положительно заряженная частица во Вселенной, на основе которой можно создать более ёмкий и мощный аккумулятор, чем литий-ионный. Поэтому перед учёными стоит задача разработать лучшие электроды — аноды и катоды — для протонных аккумуляторов, чтобы постепенно отказаться от использования редкого, пожароопасного и дорогого лития.

 Источник изображения: UNSW Chemistry

Источник изображения: UNSW Chemistry

Исследователи из Австралии, представляющие кафедру химии Университета Нового Южного Уэльса (UNSW Chemistry) и Австралийскую организацию ядерной науки и технологии (ANSTO), успешно разработали и испытали органический материал, способный накапливать протоны, и использовали его для создания в лаборатории перезаряжаемой протонной батареи.

Как отмечают учёные, в современном мире отсутствуют аноды и катоды с подходящими характеристиками для использования в протонных аккумуляторах. Для своей разработки они взяли за основу соединение тетрахлорбензохинон (TCBQ), включающее четыре группы хлора. Это соединение состоит из лёгких молекул, но обладает посредственным диапазоном окислительно-восстановительного потенциала. Для аккумулятора же окислительно-восстановительный потенциал анода должен быть как можно более отрицательным, чтобы усилить отдачу электронов, а катода — как можно более положительным. Таким образом, чистый TCBQ не подходил, и его структуру пришлось модифицировать.

В ходе экспериментов учёные заменили четыре группы хлора на четыре аминогруппы, превратив TCBQ в молекулу тетрааминобензохинона (TABQ). Добавление аминогрупп значительно улучшило способность анода накапливать протоны и снизило диапазон его окислительно-восстановительного потенциала. Сегодня синтез TABQ остаётся дорогостоящим, но благодаря использованию большого количества лёгких элементов экономическая эффективность разработки в будущем станет оправданной.

«Мы создали новый низкомолекулярный материал большой ёмкости для хранения протонов, — утверждают авторы исследования. — Используя этот материал, мы успешно разработали полностью органическую протонную батарею, которая эффективна как при комнатной температуре, так и при минусовых температурах».

Прототип протонного аккумулятора выдержал 3500 циклов полной зарядки с последующим полным разрядом ёмкости. Он также продемонстрировал высокую ёмкость и стабильную производительность в холодных условиях, что делает его перспективным решением для хранения возобновляемой энергии.

«Электролит в литий-ионном аккумуляторе состоит из соли лития и растворителя, который легко воспламеняется и вызывает серьёзные опасения, — пишут авторы. — В нашем случае оба электрода изготовлены из органических молекул, а между ними находится водный раствор, что делает нашу батарею лёгкой, безопасной и доступной».

Наконец, новый материал решает проблему безопасной транспортировки водорода. Молекулярный водород химически активен, тогда как в виде ионов он находится в стабильной форме. Насыщенный протонами материал можно безопасно транспортировать в нужное место, не опасаясь утечек водорода.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
ИИ ускорил написание кода на 30 %, но готового ПО больше не стало — исследователи узнали, почему 12 мин.
God of War Laufey пошла по пути GTA VI — Sony анонсировала коллекционное издание игры без самой игры 42 мин.
Выяснилось, как с аппаратных криптокошельков Ledger увели более $93 млн 2 ч.
Пароль «123456» привел к утечке национального масштаба — хакер добрался до данных 8,8 млн человек в Дании 2 ч.
Создатель Dead Space рассказал, почему провалилась The Callisto Protocol и какой могла быть The Callisto Protocol 2 2 ч.
«Яндекс» заявил о восстановлении функций умного дома с «Алисой», а корпоративные сервисы сделал бесплатными на октябрь 3 ч.
Авторитетное издание рассекретило, когда GTA VI выйдет на ПК 4 ч.
Китайский ИИ-агент от Alibaba научился спорить с поддержкой, возвращать деньги и бронировать услуги 4 ч.
«Сейчас самое время»: Sony удалит GTA V из PS Plus за два дня до релиза GTA VI 4 ч.
Пионер ИИ-бума Character.AI подал на банкротство — часть активов выкупит Disney 6 ч.
Apple представила Home Collection — устройства умного дома, созданные с LG и Schneider 2 ч.
Марсоход NASA Perseverance побил рекорд пробега на другой планете — и останавливаться не собирается 3 ч.
Curator: количество DDoS-атак с начала года выросло на 140,7 %, а терабитными атаками уже не удивить 3 ч.
Xiaomi 18 Fold на чипе XRing O3 стал самым мощным Android-смартфоном сентября по версии AnTuTu 4 ч.
Apple представила умную колонку HomePod mini 2 с Siri AI и светомузыкой Sound Glow 4 ч.
Россияне встретили iPhone 18 Pro без ажиотажа — спрос остался на уровне прошлого года 4 ч.
Обновлённая Apple TV 4K получила встроенные микрофоны для Siri AI и пульт, который подскажет, где его искать 4 ч.
Apple представила HomeView — домашний смарт-экран на подставке с Siri AI за $299 5 ч.
Visionbay.ai разработала типовой проект ИИ-фабрики с питанием 800 В DC для платформы NVIDIA Vera Rubin 5 ч.
Подрядчик Supermicro Тин-Вэй Сунь признался в контрабанде серверов с ИИ-чипами NVIDIA в Китай 5 ч.