Китайские ученые решили главную проблему цинк-бромных батарей и удвоили их емкость

Исследовательская группа из Даляньского института химической физики (DICP CAS) представила новую архитектуру проточных аккумуляторов. Внедрение технологии двухэлектронного переноса позволило устранить коррозию компонентов и значительно повысить плотность энергии. Результаты работы и данные испытаний масштабируемого прототипа были опубликованы 4 января в журнале Nature Energy.

Проточные батареи на основе брома считаются одним из наиболее перспективных решений для промышленного хранения энергии из-за низкой стоимости и доступности сырья. Однако их широкое применение ограничивалось серьезным недостатком: в процессе зарядки образуется агрессивный элементарный бром (Br₂), который быстро разъедает оборудование и разрушает мембраны. Традиционные методы связывания брома лишь частично решали проблему, часто приводя к расслоению электролита и нестабильной работе системы.

Команда под руководством профессора Ли Сяньфэна (Li Xianfeng) фундаментально изменила химию процесса, добавив в электролит специальные аминосоединения. Это перевело реакцию с классического одноэлектронного механизма на двухэлектронный, в ходе которого образуются стабильные бромированные амины. Такой подход дал двойной эффект: удельная энергоемкость системы выросла за счет участия большего числа электронов, а концентрация свободного (коррозийного) брома в растворе упала до безопасного уровня в 7 мМ.

Благодаря смягчению химических условий инженеры смогли заменить дорогие фторсодержащие компоненты на доступные мембраны типа SPEEK, что заметно снизило себестоимость устройства. Работоспособность концепции подтвердилась на практике: опытный образец мощностью 5 кВт выдержал более 700 циклов перезарядки (при нагрузке 40 мА/см²), удерживая КПД на уровне выше 78%. Финальная дефектовка узлов не выявила признаков разрушения материалов, что открывает технологии путь к массовому внедрению в системы хранения энергии.

Источник: english.cas.cn