Новая система хранения энергии для заправки электромобилей

Критики возобновляемой энергетики справедливо указывают на такие её недостатки, как неустойчивость генерации, связанную с климатической нестабильностью, и отсутствие приемлемых по стоимости и долговечности масштабных систем хранения электроэнергии. Одно из решений этой проблемы предложили учёные из Университета Акрона (Огайо, США).

Группа исследователей под руководством доктора Ю Чжу, профессора Школы полимеров и инженерии полимеров Университета Акрона разработали стабильный способ хранения этой энергии.

Как и сегодня на АЗС, электрозаправочным станциям нужна система хранения, чтобы электричество для заправки электромобилей постоянно было в наличии. Недорогие, масштабируемые проточные батареи окислительно-восстановительного типа (RFB) являются одной из наиболее подходящих технологий для такой системы. Однако в существующих RFB используются дорогостоящие и экологически опасные активные материалы (электролиты).

Недавно водорастворимые органические материалы были предложены в качестве будущих электролитов в RFB (а именно водных органических RFB или AORFB). Электролиты на органической основе можно получить из возобновляемых источников и производить с очень низкой стоимостью, но отсутствие стабильных водорастворимых органических электролитов, особенно положительного электролита (католита), является серьезным препятствием для развития AORFB.

Исследовательская группа Ю Чжу в сотрудничестве с учеными Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории во главе с доктором Вэй Вангом успешно разработала самый стабильный на сегодняшний день католит для AORFB и продемонстрировала батареи, сохраняющие более 90 процентов емкости в течение 6000 циклов, что гарантирует более 16 лет бесперебойной работы в темпе один цикл в день. Их исследование было недавно опубликовано в журнале Nature Energy.

В этой статье учёные не только описали новый католит в AORFB, но также представили совершенно новую стратегию разработки водорастворимого  католита для повышения их растворимости (плотности энергии) в воде. Вместо присоединения гидрофильной функциональной группы для улучшения растворимости молекул исследователи изменяют симметрию молекул, что приводит к резкому увеличению растворимости. С помощью новой стратегии проектирования команда планирует разработать новые материалы, которые позволят усовершенствовать RFB.

Заявка на патент была подана на основе технологии, разработанной в этом исследовании. Дальнейшим продвижением результатов исследования будет заниматься компания Akron PolyEnergy Inc., которая занимается разработкой технологий для устройств хранения энергии, включая литий-ионные и проточные батареи.