Сегодня 01 октября 2025
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.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
ФИФА анонсировала первую FIFA после ухода Electronic Arts — это футбольная аркада FIFA Heroes для консолей и мобильных телефонов 15 мин.
Microsoft обновила иконки Office — они стали объёмнее и красочнее 28 мин.
Подписка Microsoft 365 Premium теперь доступна всем — Office, GPT-5 и другие ИИ-функции за $20 в месяц 37 мин.
«Тектонический сдвиг»: у Microsoft появится второй гендир — текущий сосредоточится на технических вопросах 50 мин.
«Любим вас больше, чем банкомат — деньги»: хоррор об ужасах долговой ямы CloverPit достиг новой вершины продаж 60 мин.
«Окей, Google, давай пообщаемся»: представлен ИИ-помощник Gemini for Home для умного дома 2 ч.
У Assassin's Creed, Far Cry и Rainbow Six теперь новый дом, которым частично владеет Tencent — Ubisoft представила Vantage Studios 3 ч.
Microsoft вывела Xbox Cloud Gaming из беты, подтянула графику до 1440p и повысила битрейт 3 ч.
Meta начнёт использовать чаты пользователей с ИИ, чтобы продавать ещё более персонализированную рекламу 3 ч.
Ultimate за $30, ПК-игры и Xbox Cloud Gaming для всех: Microsoft анонсировала масштабные изменения в Game Pass 3 ч.
Китай запустил самую мощную в мире центрифугу для экспериментов над пространством и временем 32 мин.
Apple приступила к разработке гарнитуры Vision Pro 2, подтвердила свежая утечка 2 ч.
Asus оценила GeForce RTX 5080 Hatsune Miku Edition в $1900 — на 90 % дороже рекомендованной цены 2 ч.
OpenAI построит ИИ ЦОД Stargate в Южной Корее, а Samsung поможет ей создать плавучие дата-центры 3 ч.
OpenAI объединится с Samsung и SK hynix, чтобы удовлетворить потребность в памяти для ИИ-мегапроекта Stargate 3 ч.
Oura представила керамические умные кольца Ring 4 за $499, зарядный футляр за $99 и медицинский сервис за $99 3 ч.
Сегодня в России отмечается День работников отрасли ЦОД 4 ч.
Selectel проведёт ежегодную флагманскую конференцию Selectel Tech Day 2025 в Москве 4 ч.
Паукообразный робот Charlotte будет возводить по дому в день — и на Луне тоже 4 ч.
Crucial выпустила самую быструю память LPCAMM2 LPDDR5X для ноутбуков — 8533 МТ/с 5 ч.