Железный потенциал: силикаты открывают дорогу к дешевым и экологичным аккумуляторам

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Век возобновляемой энергии уже наступил, но его рассвет омрачен зависимостью от капризов природы. Солнечные панели молчат по ночам, а ветряки безвольно замирают в штиль. Чтобы зеленая энергия стала по-настоящему надежной, необходимо научиться ее эффективно накапливать. Именно здесь на сцену выходит новое поколение аккумуляторов, способных стать краеугольным камнем энергетической революции.

Сегодня литий-ионные аккумуляторы — неотъемлемая часть нашей жизни, питающая все, от смартфонов до электромобилей. Однако их производство зависит от дефицитных и дорогостоящих металлов: лития, никеля и кобальта. Поиск более доступных и экологичных альтернатив — одна из главных задач современной науки.

Аккумулятор, иллюстрация
Аккумулятор, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

В Массачусетском политехническом институте (WPI) команда ученых под руководством профессора Сяовэя Тенга исследует потенциал железа — второго по распространенности металла на планете. Железо — дешевый, экологичный и легкодоступный ресурс, миллионы тонн которого ежегодно перерабатываются из металлолома. Казалось бы, идеальный кандидат на роль основы для аккумуляторов будущего.

Проблема в том, что железо, применяемое в традиционных железо-никелевых аккумуляторах (изобретенных, кстати, еще Томасом Эдисоном!), обладает низкой энергоэффективностью. При зарядке таких аккумуляторов выделяется газообразный водород, а при разрядке образуется инертный оксид железа, что снижает их емкость и срок службы.

Но профессор Тенг и его команда нашли элегантное решение этой проблемы. В своей работе, опубликованной в журнале ChemSusChem, они продемонстрировали, что добавление в электролит обычного силиката — соединения кремния и кислорода, широко используемого в производстве стекла и цемента, — позволяет полностью подавить образование водорода при зарядке.

Железо-никелевые аккумуляторы Томаса Эдисона
Железо-никелевые аккумуляторы Томаса Эдисона
Автор: User:z22. Собственная работа, CC BY-SA 3.0 Источник: commons.wikimedia.org

Силикат, выступая в роли своеобразного «посредника», взаимодействует с электродами аккумулятора, предотвращая нежелательные химические реакции. Это открытие может кардинально изменить перспективы железо-никелевых и железо-воздушных аккумуляторов, сделав их конкурентоспособными в сравнении с литий-ионными аналогами.

Технология, разработанная в WPI, открывает путь к созданию дешевых, безопасных и эффективных систем хранения энергии, способных обеспечить стабильную работу микросетей, отдельных солнечных и ветряных электростанций, а в перспективе — и всей энергосистемы.

Железный век аккумуляторов может наступить уже совсем скоро, обеспечив человечеству энергетическую независимость и экологически чистое будущее.

1 комментарий

romanovskymax
Worcester Polytechnic Institute (WPI)

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему Абхазия получает 40 % энергии от Ингурской ГЭС, которая ей не принадлежит

На административной границе Грузии и Абхазии стоит объект, который уже более трёх десятилетий заставляет представителей двух сторон регулярно договариваться. Это Ингурская ГЭС, крупнейшая...

Муравьед питается насекомыми, но его „объятия“ могут быть смертельными. Как он защищается от хищников

У гигантского муравьеда нет ни одного зуба. Он питается муравьями и термитами, не умеет быстро бегать на большие расстояния и большую часть дня проводит в поисках насекомых. Длинная морда,...

Как супервспышки на Солнце спасли молодую Землю от вечных льдов: новое объяснение теплого климата в архее

Около четырех миллиардов лет назад, в архейскую и катархейскую эры, Солнце излучало значительно меньше тепла, чем сегодня. Согласно моделям звездной эволюции, в ядре молодой звезды водород только...

Животные появились на 200 миллионов лет раньше: как они выжили на Земле-снежке

В науке о развитии жизни на Земле есть фундаментальное противоречие, которое десятилетиями разделяет геологов, палеонтологов и генетиков. Вопрос звучит просто: когда именно на нашей планете...

Почему динго не стали домашними собаками, хотя тысячи лет жили рядом с людьми

Если посмотреть на динго, трудно сразу понять, чем он отличается от обычной собаки. Рыжеватая шерсть, стоячие уши, вытянутая морда, пушистый хвост. Внешне он напоминает помесь нескольких знакомых...

Обзор программатора домофонных ключей RFID и iButton RW-1990 и TMC-02

Сделать дубликат домофонного ключа рано или поздно приходится многим владельцам квартир. Потеря, поломка или необходимость выдать ключ нескольким членам семьи — причины могут быть...