Сегодня 03 ноября 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 🔥
Инвесторы остудили амбиции Anthropic: перед IPO разработчика Claude оценили всего в $1,5 трлн 57 мин.
Google накрыла ботнет из миллионов ТВ-приставок — заражённые с завода устройства продаются и в России 2 ч.
Календарь релизов 2 – 8 ноября: ремейк Zelda: Ocarina of Time, WoW: Forever и Hull Rupture 11 ч.
Даже спустя 11 лет после релиза Bloodborne продолжают покупать — аналитики раскрыли продажи одного из главных эксклюзивов PS4 14 ч.
Ремастер легендарной Thief выйдет с сюжетной кампанией от авторов The Black Parade — новый трейлер и дата релиза Thief: The Dark Project Remastered 15 ч.
Grok Bot резко урезал лимиты — и Илон Маск объяснил, почему 17 ч.
Пользователи вывели $4,7 млрд с Binance после рекордной хакерской атаки — это 3 % активов криптобиржи 17 ч.
Sony ускорила выпуск обновлений для PS5, чтобы защитить GTA VI от пиратов 18 ч.
Вирус с ИИ охотится за богатыми пользователями Windows — он оценивает, сколько можно выжать с каждой жертвы 21 ч.
«Группа Астра» предупредила об уязвимости ядра операционной системы Linux 21 ч.
В Apple «не могут предсказать», когда пройдёт дефицит iPhone Duo 41 мин.
Дорогая память и ИИ для Siri бьют по прибыльности Apple — компания предупредила о дальнейшем снижении маржи 48 мин.
Разработчик амбициозного 1024-ядерного суперчипа Tachyum Prodigy подал на банкротство 8 ч.
Новая статья: Мастерская локальных ИИ: первый подход к FLUX 3 Image Klein 10 ч.
Marvell решила объединить чипы и оптику — ради этого она покупает Lumentum за $80 млрд 12 ч.
ИИ устроил ядерный ренессанс — число строящихся АЭС достигло максимума за 40 лет 12 ч.
Google объявила о скором появлении планшетов-трансформеров на Googlebook OS 12 ч.
Рилсам и шортсам захотели приделать запахи — учёные создали систему для цифровой передачи ароматов 12 ч.
Новая статья: Компьютер месяца — ноябрь 2026 года 12 ч.
Apple может выпустить настольного робота с ИИ уже в 2027 году — он сможет включать свет и помогать искать предметы 12 ч.