Сегодня 03 апреля 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 🔥
GTA V вернётся в Game Pass, причём совсем скоро — впервые игра будет доступна в PC Game Pass 4 мин.
ZA/UM отреагировала на утечку «одиночной кооперативной игры» Locust City во вселенной Disco Elysium 5 мин.
Amazon включилась в борьбу за американский бизнес TikTok 26 мин.
«Яндекс» представил «Нейроэксперта» — ИИ, который соберёт базу знаний по ссылкам и файлам пользователя 2 ч.
«Хуже моего самого страшного кошмара»: утечка геймплея с тестирования новой The Sims ужаснула фанатов 2 ч.
Самые полные издания Borderlands 3 и Diablo III добавят в Game Pass, а лучшая игра 2024 года по версии 3DNews подписку скоро покинет 13 ч.
«Эпический» сериал Netflix по Assassin’s Creed впервые за несколько лет подал признаки жизни 14 ч.
Спустя 10 лет после релиза Enter the Gungeon получит «крупнокалиберный сиквел» — первый трейлер и подробности Enter the Gungeon 2 16 ч.
«Наш контент бесплатный, а инфраструктура — нет»: ИИ-боты разоряют «Википедию» 17 ч.
Nintendo поднимет цены на игры раньше Take-Two с GTA VI — Mario Kart World для Switch 2 будет стоить $80 в «цифре» и $90 в рознице 17 ч.
Hyundai обновила водородомобиль Nexo: запас хода вырос до 700 км, а мощность — до 255 л.с. 7 мин.
Sony представила преемника «короля телевизоров» и обновила всю серию Bravia 21 мин.
Российского инженеры начали судить за кражу секретных технологий ASML для запуска производства чипов в России 27 мин.
Самый опасный в истории наблюдений астероид теперь угрожает Луне, а не Земле 47 мин.
Apple, Nvidia и Amazon под ударом: трампоские пошлины полностью перекроят технологическую отрасль 51 мин.
Российская WildTeam выступила генеральным проектировщиком ЦОД общей ёмкостью 350 МВт 59 мин.
Смартфон Poco M7 Pro 5G с чипом Dimensity 7025-Ultra поступил в глобальную продажу 2 ч.
Названа дата запуска первой партии интернет-спутников Amazon Project Kuiper — они полетят на ракете с российскими двигателями 3 ч.
Samsung резко нарастила поставки чипов в Китай, пока этому не мешают санкции 3 ч.
Western Digital выпустила HDD серии Purple Pro ёмкостью 26 Тбайт для систем видеонаблюдения 3 ч.