Новая молекула удваивает емкость и стабильность батарей

Исследователи из Монреальского университета и Университета Конкордия синтезировали органическую молекулу AzoBiPy, способную накапливать вдвое больше энергии по сравнению с существующими органическими аналогами. Полное химическое название соединения — 4,4′-гидразобис(1-метилпиридиний). Результаты работы опубликованы в Journal of the American Chemical Society.

Молекула предназначена для использования в водных органических проточных батареях — системах хранения энергии, где жидкие электролиты находятся во внешних резервуарах и прокачиваются через электрохимическую ячейку. Такие батареи не воспламеняются и рассматриваются как альтернатива литий-ионным накопителям для стационарного хранения энергии.

Ключевая особенность AzoBiPy — способность к обратимому двухэлектронному переносу. Большинство органических молекул-позитивов обменивается лишь одним электроном. Удельная емкость нового соединения составила 47,1 ампер-часа на литр.

Лабораторные испытания продолжались 70 дней. За 192 цикла зарядки и разрядки молекула сохранила около 99 процентов первоначальной емкости при ежедневных потерях в 0,02 процента. Такая стабильность теоретически позволяет накапливать энергию на протяжении нескольких месяцев.

В отличие от коммерческих проточных батарей на основе ванадия, AzoBiPy содержит только распространенные элементы: углерод, азот и водород. Исследовательская группа работает над созданием биоразлагаемых версий из древесных и пищевых отходов. На соединение поданы патентные заявки. По прогнозам разработчиков, технология может получить коммерческое применение в ближайшие десять лет.