Якщо нам потрібно вказати на один із ключових елементів нашої стратегії боротьби із глобальним потеплінням, то це будуть батареї. На даний момент вони є найкращим вибором для переходу в автомобілі та інші транспортні засоби; і все ж таки їм, хоча і в набагато більшому масштабі, необхідно розглянути питання про заміну викопного палива відновлюваними джерелами енергії в енергетичному секторі. Сьогоднішні літій-іонні та аналогічні батареї виглядають досить просунутими, щоб упоратися з цим завданням. Є лише одна проблема: вони все ще досить дорогі. Ціна за кіловат-годину впала вдесятеро за останнє десятиліття, але тепер ясно, що подальше зниження буде утруднено, оскільки сировина, така як літій, нікель і кобальт, дорожчає разом із попитом. Bloomberg NEF навіть прогнозує, що у 2022 році вперше за багато років вартість акумуляторів зросте, а не зменшиться приблизно до 135 доларів за кіловат-годину.
Вартість акумулятора, винайденого вченими Імперського коледжу Лондона, більш ніж у 50 разів нижча, ніж у літій-іонних акумуляторів. Велика батарея для електромобіля, такого як BMW iX, зроблена з використанням цієї технології, коштуватиме близько 250 доларів замість 13 000 доларів, які вона коштує сьогодні, але все може кардинально змінитися з новою технологією акумуляторів, представленою вченими інженерного факультету Імперського коледжу Лондона. Одне з основних сировинних матеріалів для цієї технології є незрівнянно дешевшим і доступнішим за літій: звичайне… повітря.
Група під керівництвом ректора факультету професора Найджела Брендона відкрила практично новий тип проточних окиснювально-відновних батарей, або редокс, як їх скорочено називають.
Батареї миттєвої дії відомі давно — за системою протікають два окремі електроліти, не стикаючись один з одним, розділені тонкою пористою мембраною. Іонний обмін відбувається через мембрану, що супроводжується електричним струмом. Ця технологія має величезну перевагу, особливо коли йдеться про автомобільні програми – після закінчення зарядки ви можете просто заправити АЗС електролітом, у той час як ви заповните бак бензином.
Але є два істотних недоліки: мембрана не є досить добрим бар’єром для повного відділення двох електролітів один від одного, а поступовий обмін між ними в кінцевому підсумку скорочує термін служби батареї. І найбільш часто використовуваним матеріалом електроліту є ванадій, який досить дорогий.
Проте Брендон та його колеги вигадали розумне вирішення обох проблем. Батарея вони не з однієї, і з двома окремими мембранами, розділеними розчином їдкого натру. Самі електроліти різні – один рідкий, інший – газоподібний. Рідина є розчином полісульфідів. Газоподібний – найпоширеніше атмосферне повітря. Це різко знижує вартість акумулятора – замість вищезгаданих 135 доларів за кіловат-годину для літій-іонних тут буде лише близько 2,5 доларів, повідомляє команда у своїй публікації у престижному Nature Communications.
Навіть якщо вона не підходить для використання в автомобілях, нова технологія здається чудовим рішенням для стаціонарного зберігання електроенергії від сонячних та вітряних електростанцій. І випускатиме таку сировину, як літій та нікель для автомобільної галузі. Єдиним недоліком технології на даний момент є дуже низька вихідна потужність, набагато нижче, ніж у літій-іонних акумуляторів. Але, за словами Брендона, це можна легко виправити шляхом подальшого вдосконалення мембран та каталізатора, що використовується. Університетська компанія-розробник RFC Power вже розпочала роботу над комерційним застосуванням цього відкриття, і Брендон вважає, що двомембранну технологію можна використовувати з іншими типами батарей.
Источник: auto.dip.org.ua
