Ученые нашли способ вывести цинк-бромные проточные батареи на новый уровень.
Улавливая коррозионно-активный бром с помощью простого молекулярного поглотителя, они смогли устранить основное препятствие для повышения производительности и срока службы проточных батарей.
Добавив в электролит поглотитель сульфамата натрия (SANa), исследователи смогли улавливать бром (Br₂), образующийся в процессе работы батареи, превращая его в бромированный амин.
Это простое изменение принесло двойную выгоду:
оно продлило срок службы батареи за счет снижения коррозионной активности Br₂ и сделало батареи гораздо безопаснее как для окружающей среды, так и для людей, занимающихся их обслуживанием.
После сравнения с традиционными проточными батареями на основе брома исследователи обнаружили, что, в то время как обычные системы демонстрировали резкое снижение производительности уже после 30 циклов из-за коррозии, новые конструкции проточных батарей работали более 700 циклов — почти 1400 часов — без существенной потери производительности.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Energy.
Бром одновременно является и благом, и злом.
Проточные батареи — это перезаряжаемые системы, которые накапливают энергию в жидких электролитах, находящихся во внешних резервуарах, что делает их уникально масштабируемыми и безопасными для применения в возобновляемой энергетике.
Варианты цинк-бромных проточных батарей особенно набирают популярность благодаря высокой плотности энергии и недорогим материалам, что делает их потенциальной альтернативой традиционным перезаряжаемым батареям.
Эти батареи накапливают и отдают электроэнергию, перекачивая жидкие растворы из внешних резервуаров через центральный реакционный блок.
В процессе зарядки ионы цинка осаждаются на отрицательном электроде в виде твердого металла, в то время как ионы бромида окисляются до брома на положительном электроде.
Эти реакции обращают вспять процесс растворения цинка в жидкости, и бром снова превращается в бромид, высвобождая накопленную электрическую энергию.
Однако современные проточные батареи на основе брома имеют короткий срок службы.
Бром, выделяющийся во время зарядки, разъедает ключевые детали, такие как электроды, трубки и даже резервуары для хранения.
Кроме того, бром очень летуч и токсичен, поэтому даже небольшие утечки могут загрязнять воздух, раздражать чувствительные ткани и влиять на нервную систему.
После нескольких попыток найти идеальное решение проблемы исследователи обнаружили, что сульфамат натрия, или SANa, действует как химическая ловушка и изменяет поведение брома внутри батареи.
SANa инициировал реакцию диспропорционирования — окислительно-восстановительный процесс, в котором одно вещество одновременно окисляется и восстанавливается, — расщепляя газообразный бром и связываясь с ним с образованием слабого продукта, N-бромсульфамата натрия.
Эта реакция снизила концентрацию свободно плавающего брома до приемлемого уровня ~7 миллимолей на литр (мМ).
Действие поглотителя, связывающегося с бромом, привело к благоприятной реакции: явлению двухэлектронного переноса, что позволило батарее накапливать значительно больше энергии.
Проточная батарея с добавлением SANa достигла плотности энергии 152 Вт·ч/л по сравнению с 90 Вт·ч/л у обычных версий.
Чтобы проверить пределы возможностей батареи, команда разработала блок мощностью 5 кВт, состоящий из 30 отдельных батарейных ячеек, соединенных последовательно.
Они обнаружили, что новая проточная батарея выдержала более 700 стабильных циклов.
Модернизированная проточная батарея обеспечила более 700 стабильных циклов при значительно меньших затратах, поскольку ей больше не требовались дорогостоящие коррозионностойкие мембраны, насосы или резервуары для хранения.
Исследователи надеются, что результаты этого исследования позволят разработать щадящие, долговечные и высокоэнергетические батареи на основе брома для применения в электросетях.
Сообщает android-robot.com
Поделиться новостью:
Топ новости часа
Топ новости часа- "Продолжаю верить в справедливость и закон". Владислав Бакальчук раскрыл детали судебных разбирательств с бывшей женой Татьяной Ким...
- Принц Гарри и Меган Маркл не могут найти дом после переезда в США...
- "Помните про Гитлера". Ксения Собчак заявила, что не любит домашних животных...
- «Это вам не Нива»: Рендерные снимки 5-дверной Suzuki Jimny привели автомобилистов в восторг...
- Депутат Нилов: у пенсионеров-должников могут удержать до 70% пенсии...
- Каких людей нельзя пускать в дом, даже если это близкие родственники - мудрый ответ Харуки Мураками, который откроет вам глаза...
01:28, 10 Дек Резервуар для хранения тепловой энергии обеспечивает эффективное охлаждение центров обработки данных Развитие искусственного интеллекта, облачных платформ и технологий обработки данных приводит к устойчивому росту потребления электроэнергии в глобаль...
14:28, 16 Дек Ford заходит на рынок хранения энергии для центров обработки данных с инвестициями $2 млрд Компания Ford объявила о планах по перепрофилированию своих мощностей по производству аккумуляторов в новое направление бизнеса, связанное с системам...
01:28, 12 Авг Эксперты: Непастеризованное молоко может содержать опасные бактерии, устойчивые к антибиотикам Исследованию подвергся продукт из розничных магазинов США. Правильное хранение молока. Фото: Unsplash Масштабное исследование ученых-диетологов Калиф...
13:28, 31 Авг «Говорите сгниет за год? Сомневаюсь!»: Владелец заглянул во все «дыры» LADA Granta в поисках коррозии Качеству отечественного автопрома еще далеко до идеала, но сдвиги уже есть. За время производства LADA Granta зарекомендовала себя как народная модел...
21:28, 29 Дек «Умный» композитный материал сочетает в себе прочность керамики и гибкость металла для крупномасштабного производства Еще со времен работы в постдокторантуре Массачусетского технологического института Ханг Ю, доцент кафедры материаловедения и инженерии, боролся с про...
11:28, 19 Дек Путин предупредил мусульманские страны о риске хранения активов в еврозоне Президент России Владимир
Путин высказал мнение, что европейские страны могут заморозить активы мусульманских государств из-за законодательства, защи...
01:28, 25 Дек Обновления продуктов Lenovo для хранения данных нацелены на бум искусственного интеллекта Компания заявляет, что ряд новых продуктов и услуг поможет клиентам модернизировать ИТ-инфраструктуру для внедрения передовых технологий искусственно...
01:28, 13 Ноя QNAP TS-h1655XeU-RP — укороченный 10GbE NAS на базе ZFS для высокопроизводительного хранения данных и виртуализации Компания QNAP Systems, ведущий разработчик решений для вычислений, сетей хранения данных, представила TS-h1655XeU-RP – укороченный 10-гигабитный сете...
13:28, 23 Сен «Барсик умер из-за ёлки»: Москвичка смертью кота выяснила опасность долгого хранения дерева Паразитов на ветках чуть меньше, чем иголок. Трагический случай пролил свет на главную опасность живых ёлок. Эпидемиологическая экспертиза показывает...
23:28, 17 Авг Физики приблизились к созданию материи из энергии света Мощные лазерные установки ELI могут через два года повторить создание Вселенной, антиматерии, как 13 млрд лет назад. Исследовательская группа во глав...
20:28, 10 Сен Учёные обучили нейросети с помощью света для экономии энергии Искусственный интеллект (ИИ) всё активнее используется в повседневной жизни, и для его работы нужны всё более сложные модели. Однако рост требований ...
17:28, 25 Авг Почему из супермаркетов исчезают камеры для хранения сумок: Директор магазина поделилась секретом - о таком даже не догадывалась Почему из супермаркетов исчезают камеры для хранения сумок: Директор магазина поделилась секретом - о таком даже не догадывалась С начала 2025 года с...
15:28, 11 Янв Исследования показывают неизбежные затраты энергии по всем каналам связи Каждая задача, которую мы выполняем на компьютере — будь то обработка числовых данных, просмотр видео или набор текста статьи — требует взаимодействи...
17:28, 07 Янв Японист Кубасов о клинке Загитовой: «Я бы доверял экспертизе – 500 лет, предположительно, XVI век. Если клинок настоящий, он более чем достоин хранения в музее» Японист Федор Кубасов ответил на вопросы о том, сколько лет клинку фигуристки Алины Загитовой и мог ли он быть музейным экспонатом. Ранее олимпийская...
15:28, 17 Сен В Google Pixel 7 и 7 Pro вздуваются батареи Google признала наличие проблем с аккумуляторами у трёх моделей Pixel в этом году. Наиболее серьёзные случаи, включая возгорания, наблюдались у Pixel...
18:28, 28 Дек HONOR представила суперсмартфоны Win и Win RT — экраны на 185 Гц, батареи на 10 000 мА*ч HONOR представила в Китае новую линейку производительных смартфонов Win. Серия включает две модели — Win и Win RT, которые делают ставку на высокую п...
03:28, 08 Ноя Кремниевые батареи в смартфонах: это хорошо или плохо? Всего несколько лет назад аккумулятор емкостью 5000 мАч считался эталоном для любого смартфона. Но кремний-углеродные батареи совершили настоящую рев...
11:28, 31 Авг Быстрая зарядка Xiaomi «убивает» батареи смартфонов За 8 месяцев ёмкость батареи Xiaomi Mi 8 снизилась почти на 700 мАч. Технология быстрой зарядки, появившаяся сравнительно недавно, позволяет сократит...
02:28, 17 Янв Honor раскрыла ёмкость батареи сверхтонкого Magic8 Pro Air Honor готовится официально представить смартфон Magic8 Pro Air 19 января и постепенно раскрывает его характеристики. Устройство станет ответом бренда...
11:28, 28 Ноя Samsung разрабатывает совершенно новую память NAND, которая может потреблять на 96% меньше энергии Компания Samsung, похоже, может заметно изменить рынок флеш-памяти и устройств на её основе. Корейский гигант разработал новую память NAND, которая в...
22:28, 18 Сен Fourth Power запускает революцию в хранении энергии: доступное круглосуточное решение для возобновляемой энергетики Американский стартап Fourth Power из Массачусетса объявил о завершении расширенного раунда финансирования, получив $20 млн для запуска и испытаний пе...
08:28, 21 Сен Состоялось успешное испытание бесконтактного испарения горных пород, открывающего путь к геотермальной энергии Массачусетский стартап Quaise Energy продемонстрировал свою систему бурения с использованием миллиметровых волн. 4 сентября в гранитном карьере Marbl...
01:28, 09 Сен iPhone 17 Pro: рост автономности на фоне 19% прибавки ёмкости батареи Накануне сентябрьской презентации Apple стали известны ёмкости аккумуляторов всей линейки iPhone 17 из китайских регуляторных документов. Все модели ...
05:28, 02 Сен Apple пугает пользователей, экономящих на замене батареи к iPhone О «неофициальной» батарее будет сообщать бесконечное напоминание, которое заблокирует ряд функций диагностики. Американская компания давн...
07:28, 31 Дек Устройство с искусственным интеллектом, использующее ионный гель и графен, сокращает потребление энергии машинным обучением в 100 раз В последние годы энергопотребление технологий машинного обучения, представленных глубоким обучением и генеративным искусственным интеллектом (ИИ), эк...
10:28, 08 Дек Так завтракала Людмила Гурченко: секрет ее легендарной стройности и позитивной энергии - меню актрисы на каждый день kinopoisk.ruСекрет её легендарной стройности и позитивной энергии не в волшебных таблетках или изнурительных диетах. Всё гораздо проще и сложнее одно...
12:28, 16 Янв В Android 16 исправили утечку заряда батареи, зависание устройств и не только Google выпустила обновление Android 16 QPR3 Beta 2. Апдейт исправляет критические сбои системы, зависания, проблемы с уведомлениями и разрядкой батар...
08:28, 16 Окт Ожидаемое обновление One UI 8.5 раскрывает новую функцию для экономии заряда батареи Ожидалось, что предстоящее обновление One UI 8.5 от Samsung будет лишь лёгким обновлением, но новые утечки информации о прошивке Galaxy S25 Ultra ука...
19:28, 09 Янв 6 ядерных гигаватт для искусственного интеллекта: Meta* стала крупнейшим покупателем ядерной энергии среди американских ИИ-гигантов Meta подписала сразу несколько контрактов на поставку электроэнергии от АЭС, и это сделало компанию крупнейшим покупателем ядерной энергии среди техн...
22:28, 18 Ноя Использовать iPhone и MacBook на зарядке или работать от батареи? Рассказываем, что безопаснее для аккумулятора Для кого-то может показаться странным, но использовать современные устройства в режиме постоянной зарядки можно, причем полностью безопасно. Да что т...
06:28, 14 Ноя От угля к свету: Гуйчжоу превращает свои горы в гигантские солнечные батареи Эстетика соларпанка, прежде обитавшая на страницах книг и в кадрах кино, нашла себе пристанище в самом сердце Китая. В провинции Гуйчжоу, где небо вс...
04:28, 31 Дек Honor полностью скопировала iPhone 17 Pro. Клон установил рекорд по емкости батареи Apple начала существенно увеличивать емкость батарей в своих флагманских устройствах только с выходом iPhone 17 Pro. Однако в Китае это уже далеко не...
07:28, 22 Окт Спрос на аккумуляторные батареи для авто запредельный: производство в Китае выросло на 50% за последний год Производство аккумуляторных батарей в Китае резко возросло в 2025 году. Данные Китайской ассоциации легковых автомобилей (CPCA) показывают, что общий...
03:28, 29 Дек ИИ на реактивной тяге: компании в США скупают турбины на базе реактивных двигателей и превращают их в генераторы энергии для своих дата-центров В условиях стремительного роста количества дата-центров при ограниченных мощностях электросетей и затрудненном доступе к ним, компаниям приходится ра...
01:28, 13 Ноя В Google Play появятся предупреждения о приложениях, вызывающие чрезмерный расход заряда батареи Компания Google анонсировала новую функцию для магазина Google Play, которая будет выявлять программные продукты, вызывающие высокий расход заряда ак...
04:28, 09 Сен Стала известна емкость аккумуляторов в линейке iPhone 17. Для версий с SIM и eSIM будут разные батареи До презентации линейки iPhone 17 остаются считанные дни, и в сети уже всплыла информация о батареях новых моделей. Согласно базе данных китайского ре...
14:28, 07 Сен Вдохновлённые детской игрушкой, учёные создали технологию, которая делает литий-ионные батареи невоспламеняемыми Группа учёных из Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) Министерства энергетики США разработала способ повышения безопасности литий-ионных батарей. ...
09:28, 15 Янв Реальная твердотельная батарея с запасом хода более 1000 км, плотностью энергии 350 Вт·ч/кг, которая выдерживает нагрев до 170 °C и сохраняет 72% ёмкости до -30°C. Dongfeng отправила машины на зимние тесты Компания Dongfeng Automobile официально отправила тестовые автомобили, оснащенные новыми твердотельными батареями с плотностью энергии 350 Вт·...
13:28, 13 Окт 3000 циклов, до 1000 км на одном зарядке в диапазоне температур от -20°C до 85°C. Полностью твердотельные батареи Jinshi вошли в фазу опытно-промышленного производства Китайский производитель аккумуляторов Gotion High-Tech, поддерживаемый Volkswagen, объявил, что его полностью твердотельные батареи Jinshi собственно...
13:28, 03 Окт Vivo X300 и X300 Pro получат батареи до 6510 мА·ч и станут первыми смартфонами на Dimensity 9500 Vivo раскрыла новые подробности о серии X300, релиз которой состоится 13 октября. Хотя компания пока официально не называет ёмкости аккумуляторов, ки...
21:28, 30 Окт Флагманы vivo X300 и X300 Pro вышли в Европе: 7 лет обновлений и та же 200-мегапиксельная камера Zeiss, но батареи стали меньше, а цены почти в 2 раза выше Компания Vivo представила в Европе свои новые флагманы — Vivo X300 и Vivo X300 Pro, которые ранее были анонсированы в Китае. Презентация состоя...