Сегодня 28 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 🔥
Сэм Альтман предупредил, что скоро мошенники начнут массово похищать деньги, подделывая личность с помощью ИИ 11 мин.
Eviden предоставит техническую платформу для европейского оборонного ИИ-проекта AtLaS 15 ч.
Новая статья: Fretless — The Wrath of Riffson — музыка спасёт мир. Рецензия 27-07 00:10
Новая статья: Gamesblender № 736: фанатский шутер по Fallout, новая Ghost Recon и хоррор по «Восставшему из ада» 26-07 23:37
В Европе запущена первая метаоблачная ИИ-платформа Fact8ra 26-07 14:55
Steam скоро станет интуитивнее — Valve запустила «бету» обновлённого магазина 26-07 14:45
В масштабном взломе серверов SharePoint может быть повинна утечка из Microsoft 26-07 13:37
В ответ на попытки США захватить лидерство в гонке ИИ, Китай призвал к международной кооперации 26-07 13:03
ИИ-подразделение Meta Superintelligence Labs возглавил один из создателей ChatGPT 26-07 11:11
Российская «дочка» Microsoft подала заявление о банкротстве 26-07 07:23
Новая статья: Core Ultra 5 против Core i5 и Ryzen 5: обзор и тест процессоров Intel Core Ultra 5 245K, 235 и 225 4 ч.
Новая статья: Обзор и тестирование корпуса HSPD M740-TGBK-ARGB Black: просто, недорого, эффективно 5 ч.
Спасение контрактного бизнеса Intel зависит от Apple и Nvidia, считают аналитики 14 ч.
Alibaba показала дебютные умные очки Quark AI с искусственным интеллектом 15 ч.
AAEON представила 2.5GbE-шлюзы FWS-2291 и FWS-2292 на базе Intel Alder Lake 15 ч.
MSI представила изогнутый UWQHD-монитор с диагональю 34 дюйма, частотой 240 Гц и ценой $600 19 ч.
Японские инвестиции могут быть использованы TSMC для строительства американских предприятий 27-07 04:56
Около 4000 специалистов решили уйти из NASA — штат агентства сократится почти на четверть 26-07 23:27
Mercedes-Benz начнёт выпуск твердотельных батарей для электромобилей с запасом хода 1000 км до 2030 года 26-07 21:25
Huawei показала конкурирующую с Nvidia GB200 систему CloudMatrix 384 26-07 18:40