Сегодня 27 марта 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 🔥
«Руссофт»: оборот отечественных IT-компаний в 2024 году вырос до 2,6 трлн рублей 18 мин.
Microsoft исправила баг в Windows, побуждавший USB-принтеры печатать белиберду 2 ч.
Веб-версия «Яндекс Музыки» получила поддержку lossless-аудио и другие нововведения 2 ч.
Надёжный инсайдер раскрыл, когда ждать Intergalactic: The Heretic Prophet от Naughty Dog 3 ч.
Создателей Inzoi поймали на использовании Denuvo — самая желанная игра в Steam выйдет без скандальной защиты 4 ч.
Sony добавила RoboCop: Rogue City в апрельскую подборку PS Plus — фанаты в восторге 5 ч.
Перед полноценной презентацией Switch 2 пройдёт ещё одна Nintendo Direct — когда, где и что покажут 6 ч.
Культовый музыкальный сервис Napster продали за $207 млн — он позволит артистам создавать «сумасшедшие среды» 7 ч.
Google рассказала о новых мерах безопасности в «Play Маркете» — они появятся в этом году 7 ч.
После 12 лет в браузере популярная географическая игра GeoGuessr взяла курс на Steam 7 ч.
В Китае начали всплывать поддельные GeForce RTX 4090 с чипами от RTX 3090 — умельцы даже перебивают маркировку GPU 4 мин.
Новая статья: Rikor — это база: обзор российской серверной платформы Rikor 7212 34 мин.
Ryzen 9 9955HX3D показал себя как самый быстрый мобильный процессор в 3 из 4 первых тестов 2 ч.
Corning представила Gorilla Glass Ceramic — защитное стекло с примесью керамики, которому не страшны падения на асфальт 3 ч.
Центр нашей галактики — это настоящая «мясорубка звёзд» и учёные объяснили почему 3 ч.
Глава Xiaomi вживую показал второй электромобиль компании — кроссовер Xiaomi YU7 3 ч.
1440p и 240 Гц всего за $200: Xiaomi обновила 27-дюймовый игровой монитор Redmi G27Q 4 ч.
На волне ИИ-бума Китай понастроил центров обработки данных — теперь сотни из них никому не нужны 5 ч.
На Nvidia GTC показали в деле нейроинтерфейс с ИИ, который соединил мозг с компьютером без операции на мозге 6 ч.
ИТ-холдинг Т1 создаст в этом году СП по производству отечественных серверов 6 ч.