Сегодня 26 мая 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 🔥
Новая статья: The Midnight Walk — из искры разгорится пламя. Рецензия 25-05 00:02
Новая статья: Gamesblender № 727: «правильные» обзоры RTX 5060, два города в сиквеле Cyberpunk и ремастер Syberia 24-05 23:39
Немецкий суд постановил, что на сайтах должна быть кнопка для отказа от всех файлов cookie сразу 24-05 20:39
Пожар в дата-центре, арендованном Маском, парализовал работу соцсети X 24-05 19:46
Новая статья: Doom: The Dark Ages — король по праву. Рецензия 24-05 00:10
База с данными 184 млн аккаунтов Apple, Google, Microsoft и других сервисов лежала в Сети просто так 23-05 23:48
Настоящий детектив, обвинения невиновных и запугивание врагов: подробности ролевой игры Warhammer 40,000: Dark Heresy от создателей Rogue Trader 23-05 22:07
Microsoft готовит «бету» Gears of War: Reloaded, но никому об этом не сказала — тестовая версия ремастера засветилась в базе данных Steam 23-05 20:16
Konami показала вступление Metal Gear Solid Delta: Snake Eater с новой версией легендарной песни 23-05 19:15
SteamOS получила официальную совместимость с Legion Go S и другими консолями на платформе AMD 23-05 19:03
Новая статья: Обзор смартфона TECNO CAMON 40 Pro 5G: искусственный интеллект круче, чем у флагманов 14 мин.
Умный дисплей Apple HomePad выйдет раньше, чем ожидалось, но это будет версия без руки 3 ч.
«Ростелеком», «Т8» и РФРИТ создадут российскую систему управления для сверхскоростных магистральных сетей связи 11 ч.
ASUS показала компактный ИИ-суперкомпьютер Ascent GX10 и рабочую станцию ExpertCenter Pro ET900N G3 на базе Blackwell 12 ч.
Представлен планшет Honor Pad 10 — 12-дюймовый дисплей 2,5K, чип Snapdragon 7 Gen 3 и аккумулятор на 10 100 мА·ч 13 ч.
Смартфон Google Pixel 10 Pro увидели на съёмках рекламного ролика 14 ч.
Перенос производства iPhone в США повлечёт целый комплекс проблем 17 ч.
Nikon поднимет цены на свою продукцию в США через месяц из-за таможенных пошлин 19 ч.
Чтобы исправить проблемы в своих компаниях, Илон Маск решил спать на работе 24-05 23:06
Supermicro представила сервер-микрооблако на базе AMD EPYC Grado 24-05 22:18