В Германии создали накопитель энергии на основе воды и глины

Исследователи Гамбургского технического университета разработали новый тип накопителя электрической энергии, в котором вместо традиционных химических электролитов используется чистая вода. Устройство, названное «синим конденсатором», состоит из трех природных материалов: воды, глины и углерода.

При испытаниях конденсатор прошел более 60 тысяч полных циклов зарядки и разрядки без ухудшения своих характеристик. Во время тестирования устройство работало при напряжении 1,6 вольта, что является исключительно высоким показателем для систем на водной основе, учитывая, что обычно вода разлагается на водород и кислород при значительно меньших напряжениях.

Инновация основана на принципиально новом подходе к использованию воды в энергетических системах. Ученые размещают чистую воду в микроскопических каналах, изготовленных из смеси глинистых минералов и графена. Каждый канал имеет ширину всего один нанометр, что примерно в 100 тысяч раз меньше толщины человеческого волоса. Такая наноструктурированная вода приобретает свойства, позволяющие ей эффективно переносить электрический заряд между электродами, выполняя функцию электролита.

По словам руководителя исследования доктора Василия Артемова, целью проекта было создание более безопасных и экологичных технологий хранения энергии на основе распространенных в природе материалов вместо сложных химических соединений.

«Синий конденсатор» относится к классу суперконденсаторов, которые накапливают энергию путем разделения электрических зарядов, а не за счет химических реакций. Это позволяет устройствам быстро заряжаться и разряжаться, обеспечивая длительный срок службы.

Для изучения процессов, происходящих в наноструктурах, исследователи использовали PETRA III, один из самых мощных синхротронных источников рентгеновского излучения в мире, расположенный в Европейском центре синхротронных исследований. Это позволило ученым визуализировать поведение воды внутри тончайших слоев глинистых минералов.

Коммерческое применение технологии еще находится в перспективе, однако исследователи видят потенциальное использование таких конденсаторов в управлении возобновляемыми источниками энергии, стабилизации электрических сетей и питании устройств, требующих частых циклов зарядки и разрядки. Разработка открывает также возможности для создания наноразмерных датчиков на водной основе и других технологических применений.

Источник: Interesting Engineering