Сегодня 25 июня 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 🔥
Бизнес раскритиковал идею введения платного доступа к госсервисам для юрлиц 9 ч.
Объявлена дата выхода Little Nightmares 3 — новый трейлер, 11 минут геймплея и предзаказ с приятным сюрпризом 9 ч.
Российская гиперконвергентная платформа vStack HCP получила крупное обновление 11 ч.
Продажи Rematch от создателей Sifu превысили миллион копий — раскрыта статистика игроков 12 ч.
Для Warhammer 40,000: Rogue Trader вышло сюжетное дополнение Lex Imperialis и большой патч 1.4, а в работе ещё более крупное обновление 12 ч.
Anthropic выиграла суд у издателей: обучать ИИ на купленных книгах законно, на пиратских — нет 12 ч.
Xbox скоро настигнет новая волна массовых увольнений — Microsoft проводит реорганизацию 14 ч.
Путин подписал закон о создании национального мессенджера 14 ч.
Новый геймплейный трейлер раскрыл дату выхода перезапуска Painkiller — в российском Steam открыт предзаказ 14 ч.
Заявка на успех: более миллиона человек уже добавили Resident Evil Requiem в список желаемого 17 ч.
Оборот российского рынка микроэлектроники может к 2030 году превысить триллион рублей 3 ч.
Суд приговорил криптоблогера Битмаму к семи годам колонии за мошенничество 3 ч.
Apple приняла официальное участие в китайской программе субсидирования продаж потребительской электроники 4 ч.
Fujitsu считает важным появление в Японии контрактного производителя передовых чипов Rapidus 4 ч.
Intel запустила обещанную волну увольнений — первыми под сокращение попали инженеры в Калифорнии 7 ч.
Gigabyte представила три версии GeForce RTX 5050, включая низкопрофильную — все с разгоном 7 ч.
Стараниями Китая мировые поставки носимых устройств подскочили на 10,5 % в первом квартале 7 ч.
Новая статья: Разрубить EUV-узел 8 ч.
MSI представила компактную GeForce RTX 5050 Shadow 2X OC с разгоном 9 ч.
Бизнес США единодушно предупредил Трампа: пошлины на чипы в 25 % обернутся хаосом 9 ч.