Специалисты Мельбурнского королевского технологического института (RMIT) представили полностью безопасные и экологически чистые аккумуляторы на основе химических реакций с протонным обменом. По плотности хранения энергии в пересчёте на массу аккумулятора образец оказался наравне с лучшими коммерческими литиевыми батареями и при этом обещает быть безопасным при эксплуатации и полностью перерабатываемым простыми способами.
Источник изображения: RMIT
Институт RMIT разрабатывает протонные аккумуляторы свыше десяти лет. Предыдущие варианты предусматривали использование металлогидридных электродов. Новая разработка использует в качестве накопительного электрода углеродный материал, что обещает совершенно простую утилизацию или переработку отработанных батарей, чего нельзя сказать о литийсодержащих аккумуляторах.
Предложенная архитектура аккумулятора при заряде расщепляет обычную воду на водород и кислород. Заряд накапливается в угольном электроде в виде водорода (протонов). Разряд происходит в обратном порядке. Протоны покидают электрод и, пройдя через мембрану, отсекающую электроны, соединяются с кислородом до образования воды и вместе с тем выдают ток.
«Наша протонная батарея имеет гораздо меньшие потери, чем традиционные водородные системы, что делает её напрямую сравнимой с литийионными батареями по энергоэффективности, — говорят разработчики. — Наша батарея по соотношению энергии на единицу массы уже сопоставима с коммерчески доступными литийионными батареями, при этом она гораздо безопаснее и лучше для планеты с точки зрения использования меньшего количества ресурсов из недр земли. Кроме того, наша батарея потенциально способна к очень быстрой зарядке».
Представленный прототип убедил итальянскую компанию Eldor по производству компонентов для автомобилей заключить с разработчиками протонной батареи соглашение по доведению образцов до коммерческого производства. Партнёры намерены представить протонные аккумуляторы сначала класса ватт, затем киловатт и, наконец, мегаваттные для систем хранения возобновляемой энергии. Сфера использования протонных батарей планируется широкой — от электроники до электромобилей и промышленных установок.