Разрабатываются устойчивые к коррозии цинково-бромные проточные батареи для крупномасштабного хранения энергии в энергосистемах

Ученые нашли способ вывести цинк-бромные проточные батареи на новый уровень. Улавливая коррозионно-активный бром с помощью простого молекулярного поглотителя, они смогли устранить основное препятствие для повышения производительности и срока службы проточных батарей. Добавив в электролит поглотитель сульфамата натрия (SANa), исследователи смогли улавливать бром (Br₂), образующийся в процессе работы батареи, превращая его в бромированный амин. Это простое изменение принесло двойную выгоду: оно продлило срок службы батареи за счет снижения коррозионной активности Br₂ и сделало батареи гораздо безопаснее как для окружающей среды, так и для людей, занимающихся их обслуживанием. После сравнения с традиционными проточными батареями на основе брома исследователи обнаружили, что, в то время как обычные системы демонстрировали резкое снижение производительности уже после 30 циклов из-за коррозии, новые конструкции проточных батарей работали более 700 циклов — почти 1400 часов — без существенной потери производительности. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Energy. Бром одновременно является и благом, и злом. Проточные батареи — это перезаряжаемые системы, которые накапливают энергию в жидких электролитах, находящихся во внешних резервуарах, что делает их уникально масштабируемыми и безопасными для применения в возобновляемой энергетике. Варианты цинк-бромных проточных батарей особенно набирают популярность благодаря высокой плотности энергии и недорогим материалам, что делает их потенциальной альтернативой традиционным перезаряжаемым батареям. Эти батареи накапливают и отдают электроэнергию, перекачивая жидкие растворы из внешних резервуаров через центральный реакционный блок. В процессе зарядки ионы цинка осаждаются на отрицательном электроде в виде твердого металла, в то время как ионы бромида окисляются до брома на положительном электроде. Эти реакции обращают вспять процесс растворения цинка в жидкости, и бром снова превращается в бромид, высвобождая накопленную электрическую энергию. Однако современные проточные батареи на основе брома имеют короткий срок службы. Бром, выделяющийся во время зарядки, разъедает ключевые детали, такие как электроды, трубки и даже резервуары для хранения. Кроме того, бром очень летуч и токсичен, поэтому даже небольшие утечки могут загрязнять воздух, раздражать чувствительные ткани и влиять на нервную систему. После нескольких попыток найти идеальное решение проблемы исследователи обнаружили, что сульфамат натрия, или SANa, действует как химическая ловушка и изменяет поведение брома внутри батареи. SANa инициировал реакцию диспропорционирования — окислительно-восстановительный процесс, в котором одно вещество одновременно окисляется и восстанавливается, — расщепляя газообразный бром и связываясь с ним с образованием слабого продукта, N-бромсульфамата натрия. Эта реакция снизила концентрацию свободно плавающего брома до приемлемого уровня ~7 миллимолей на литр (мМ). Действие поглотителя, связывающегося с бромом, привело к благоприятной реакции: явлению двухэлектронного переноса, что позволило батарее накапливать значительно больше энергии. Проточная батарея с добавлением SANa достигла плотности энергии 152 Вт·ч/л по сравнению с 90 Вт·ч/л у обычных версий. Чтобы проверить пределы возможностей батареи, команда разработала блок мощностью 5 кВт, состоящий из 30 отдельных батарейных ячеек, соединенных последовательно. Они обнаружили, что новая проточная батарея выдержала более 700 стабильных циклов. Модернизированная проточная батарея обеспечила более 700 стабильных циклов при значительно меньших затратах, поскольку ей больше не требовались дорогостоящие коррозионностойкие мембраны, насосы или резервуары для хранения. Исследователи надеются, что результаты этого исследования позволят разработать щадящие, долговечные и высокоэнергетические батареи на основе брома для применения в электросетях.

Сообщает android-robot.com

Новость из рубрики:

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ Новости Недели

19:04, 19 Фев Новый полимерный сплав может решить проблему хранения энергии В гонке за создание более лёгкой, безопасной и эффективной электроники — от электромобилей до трансконтинентальных энергетических сетей — один компон...

00:04, 09 Дек Резервуар для хранения тепловой энергии обеспечивает эффективное охлаждение центров обработки данных Развитие искусственного интеллекта, облачных платформ и технологий обработки данных приводит к устойчивому росту потребления электроэнергии в глобаль...

12:32, 31 Окт Microsoft представила новые иконки для пакета приложений Office Microsoft официально представила новые иконки для пакета приложений Office, которые, впрочем, энтузиасты SMM агентство обнаружили ещё в апреле. Обнов...

40 ГВтч в одном устройстве. 2000 систем хранения энергии Megapack выпущено на шанхайском заводе Tesla в 2025 году 07:04, 31 Янв 40 ГВт·ч в одном устройстве. 2000 систем хранения энергии Megapack выпущено на шанхайском заводе Tesla в 2025 году В 2025 году Tesla произвела более 2000 систем хранения энергии Megapack на своем мегазаводе в Шанхае. Большая часть этих устройств была предназначена...

21:10, 20 Июл Təhsil müəssisələrində yeni avadanlıqlar quraşdırıldı, şagirdlər müasir biliklərə yiyələnməyə başladılar. Universitetlər beynəlxalq əməkdaşlıq proqramlarına qoşuldular. Sənaye müəssisələri modernləşdirildi, nəticədə minlərlə yeni iş yeri yarandı. Əhalinin həyat səviyyəsi xeyli yaxşılaşdı, çünki sosial proqramlar uğur...

15:04, 17 Окт «Решения HPE Aruba Networking разрабатываются под каждого конкретного заказчика» Амбиции и цели HPE Aruba Networking тесно связаны с искусственным интеллектом. Компания старается сделать беспроводные сети более простыми в разверты...

17:04, 11 Май Литиевые батареи оказались опаснее, чем думали: в Британии литий-ионные батареи горят или взрываются каждые 5 часов Хуже всего ситуация с батареями электровелосипедов и самокатовВ Великобритании резко выросло число пожаров, связанных с литий-ионными батареями. По д...

06:04, 11 Дек В Курском цирке состоится премьера крупномасштабного «Шоу воды, огня и света!» Куряне совсем скоро смогут посетить один из лучших проектов Российского цирка «Шоу воды, огня и света!» под руководством Заслуженного арт...

00:04, 20 Авг Технология МЭИ защитит тепловые сети от коррозии без зарубежных реагентов Специалисты НИУ «МЭИ» разработали технологию длительной консервации тепловых сетей в межотопительный период. Метод основан на применении отечественно...

17:04, 03 Апр Автоэксперт Ярыгин перечислил 10 способов защитить машину от коррозии Первое и главное правило — регулярная мойка не реже трёх-четырёх раз в месяц в феврале и марте, причём обязательно с использованием шампуня, а не про...

16:04, 30 Дек «Умный» композитный материал сочетает в себе прочность керамики и гибкость металла для крупномасштабного производства Еще со времен работы в постдокторантуре Массачусетского технологического института Ханг Ю, доцент кафедры материаловедения и инженерии, боролся с про...

15:04, 16 Авг «Говорите сгниет за год? Сомневаюсь!»: Владелец заглянул во все «дыры» LADA Granta в поисках коррозии Качеству отечественного автопрома еще далеко до идеала, но сдвиги уже есть. За время производства LADA Granta зарекомендовала себя как народная модел...

08:04, 21 Мар Профессор Гламаздин: В городах сформировались устойчивые популяции лис Появление лис в городах связано с их высокой способностью адаптироваться: эти животные легко осваивают новые территории благодаря доступности пищи и ...

21:04, 07 Май Украинцы завезли в Европу устойчивые к антибиотикам бактерии Украинские пациенты, проходящие лечение в европейских клиниках после ранений, стали источником распространения бактерий с множественной лекарственной...

17:04, 08 Окт Российские учёные предложили делать флешки для космоса, устойчивые к радиации Учёные из Института физики полупроводников имени Ржанова СО РАН предложили технологию создания чипов флеш-памяти, устойчивых к космической радиации. ...

11:04, 09 Авг Автоэксперт Курчанов назвал наименее устойчивые к угону китайские авто Среди автомобилей китайских марок наиболее устойчивыми к угону эксперты признали модели Li и BYD. Об этом в эфире Радио РБК рассказал учредитель феде...

01:04, 13 Авг Эксперты: Непастеризованное молоко может содержать опасные бактерии, устойчивые к антибиотикам Исследованию подвергся продукт из розничных магазинов США. Правильное хранение молока. Фото: Unsplash Масштабное исследование ученых-диетологов Калиф...

17:04, 10 Мар Мегаструктуры могут пережить цивилизацию: астрофизики нашли устойчивые конфигурации двигателей Шкадова и сфер Дайсона Учёные проанализировали орбитальную динамику гипотетических астроинженерных мегаструктур — таких как двигатель Шкадова и сфера Дайсона — ...

14:04, 08 Сен Искусство хранения: как правильно держать продукты в холодильнике Чтобы сохранить у продуктов свежесть, питательную ценность и вкус на долгое время, необходимо соблюдать определенные правила их хранения. Об этом рас...

16:04, 07 Май Россиян предупредили об опасном способе хранения шашлыка Несоблюдение температурного режима при хранении и транспортировке шашлыка может привести к пищевому отравлению, особенно в жаркую погоду. Об этом Len...

16:04, 16 Май Китай показал батарею для хранения электричества и водорода Китайские исследователи показали лабораторный прототип батареи, которая умеет делать две вещи сразу: накапливать электричество и удерживать водород в...

01:04, 03 Окт Российские учёные создали «молекулярные губки» для хранения газов Специалисты РТУ МИРЭА совместно с коллегами из РУДН и НИЦ «Курчатовский институт» впервые синтезировали многокомпонентные металл-органические каркасн...

21:04, 10 Июн В ЛЭТИ разработали систему для длительного хранения донорских органов Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» создали автоматизированную систему для сохранения и транспортиро...

03:04, 25 Дек Обновления продуктов Lenovo для хранения данных нацелены на бум искусственного интеллекта Компания заявляет, что ряд новых продуктов и услуг поможет клиентам модернизировать ИТ-инфраструктуру для внедрения передовых технологий искусственно...

08:04, 30 Сен Агроном Лагута раскрыл правила длительного хранения яблок в погребе Правильная организация зимнего хранения яблок — процесс тонкий, требующий строгого соблюдения температурного режима и бережного отношения к плодам. М...

00:04, 27 Сен Экономика: Китай готов изменить мировые центры хранения золота Шанхай хочет составить конкуренцию Нью-Йорку, Лондону и Цюриху и стать новым хранителем иностранных золотых резервов. Пекин активно начал завлекать д...

17:04, 26 Янв В курской горбольнице №6 после резонанса оборудовали помещение для временного хранения тел В Курске в городской больнице №6 организовали отдельное помещение для временного хранения тел умерших. Об этом на заседании регионального правительст...

19:04, 02 Сен Anthropic отказалась от обязательного хранения данных клиентов на своих серверах После жалоб корпоративных заказчиков Anthropic 1 сентября представила Enterprise Frontier Safeguards после недовольства корпоративных клиентов введён...

22:04, 14 Фев Машинное обучение раскрывает скрытые аспекты надежного хранения информации В новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters , исследователи использовали машинное обучение для обнаружения нескольких новы...

12:04, 22 Авг Российские учёные научились использовать «жидкий свет» для хранения данных Исследователи из Российского квантового центра, МФТИ и СПбГУ обнаружили, что «жидкий свет» — поляритонный конденсат — способен сохранять поляризацию ...

19:04, 09 Фев Химик Панов сообщил о риске хранения лекарств на дверце холодильника Хранение лекарств в холодильнике, особенно в дверце, может привести к потере их эффективности из-за неправильных температурных и влажностных условий....

12:04, 12 Ноя QNAP TS-h1655XeU-RP — укороченный 10GbE NAS на базе ZFS для высокопроизводительного хранения данных и виртуализации Компания QNAP Systems, ведущий разработчик решений для вычислений, сетей хранения данных, представила TS-h1655XeU-RP – укороченный 10-гигабитный сете...

10:04, 15 Ноя Глава Росрыболовства Шестаков назвал сроки хранения красной икры в холодильнике Красная икра может храниться при закрытой упаковке в холодильнике до одного года, при этом вкус продукта со временем может измениться, отметил глава ...

17:04, 08 Дек Память, объёмы хранения и цвета Vivo S50 и S50 Pro Mini раскрыты перед анонсом Перед запуском серии Vivo S50, намеченным на 15 декабря в Китае, в сеть попали данные о конфигурациях памяти, вариантах хранения и цветах моделей S50...

21:04, 26 Мар Минцифры планирует сократить срок хранения согласий на кредитные операции до недели Коммерсантъ: Минцифры предложило уменьшить время хранения согласий граждан на получение кредитов и связанных с ними банковских услуг через «Цифровой ...

15:04, 01 Сен Как сохранить урожай яблок до весны: лучшие сорта и способы домашнего хранения Собрать щедрый урожай яблок – это только половина дела. Гораздо более сложная задача – сохранить его таким образом, чтобы и в разгар зимы наслаждатьс...

18:04, 12 Май Деньги могут «сгореть»: аналитик предупредил о риске хранения наличных дома Хранение крупных сумм наличными дома может привести к постепенной потере денег из-за инфляции. Об этом заявил ведущий аналитик компании «Амарке...

11:04, 28 Июл