Сегодня 07 июля 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 🔥
«Они либо убьют остальных, либо сдадутся»: глава издательского отдела Larian Studios и основатель Arkane Studios не верят в Game Pass 35 мин.
Apple обжаловала гигантский штраф в €500 млн за ограничения для разработчиков в App Store 40 мин.
«Я был готов на всё»: создатель Deus Ex рассказал, как культовая игра едва не стала RPG по Command & Conquer 59 мин.
Студия Romero Games соавтора Doom Джона Ромеро после потери поддержки Microsoft оказалась «полностью закрыта» 6 ч.
Власти ОАЭ опровергли информацию о выдаче 10-летних «золотых виз» за стейкинг TON 8 ч.
Поддержка шутера Chernobylite 2: Exclusion Zone сократится из-за провального старта и вороха проблем 14 ч.
TikTok скоро переродится в США в виде нового приложения, чтобы избежать блокировки 14 ч.
Дорого и опасно: европейская ассоциация издателей выступила против инициативы Stop Killing Games, которая защищает права игроков 23 ч.
Анонсирован HellHeart Breaker — гибрид роглайт-экшена и симулятора свиданий 24 ч.
Новая статья: Death Stranding 2: On the Beach — сиквел, который понравится не всем. Рецензия 06-07 00:03
Axiomtek выпустила 1,6″ одноплатный компьютер KIWI330 на базе Intel Alder Lake-N для приложений AIoT 4 мин.
Суперкомпьютер Doudna получит смешанное All-Flash хранилище IBM и VAST Data 8 мин.
«Солар» представила межсетевые экраны Solar NGFW S и M с производительностью до 20 Гбит/с 50 мин.
Intel готовит настольные процессоры Arrow Lake Refresh с повышенными частотами и ускоренным NPU 2 ч.
Nintendo Switch 2 оказались под силу игры для Xbox Series S — но не просите её считать физику 2 ч.
Обновление до Android 16 сломало экран блокировки у Google Pixel 3 ч.
Китайский робот приготовил и посолил стейк под управлением человека на расстоянии 1800 км 4 ч.
DPU-революция так и не состоялась, но развитие ИИ может изменить ситуацию 4 ч.
Samsung предрекли падение прибыли на 39% из-за слабых продаж памяти для ИИ-систем 5 ч.
Непредсказуемые пошлины США и общая геополитическая нестабильность ведут к увеличению стоимости и сроков строительства ЦОД в Европе 6 ч.