Новости химической науки > Батарея из расплавленного металла для запасания энергии

Запасание электроэнергии, вырабатываемой источниками энергии, зависящими от внешних факторов – солнечными и ветровыми электростанциями, равно как и энергии обычных электростанций, может понизить нагрузку на энергетические системы.

Для решения этой проблемы исследователи из Массачусетского технологического института разработали батарею из жидкого металла, которая может решить эту задачу. Такие аккумуляторы электроэнергии, которые просты в изготовлении и не занимают много места, могут существенно снизить стоимость хранения энергии.

Для трехфазной батареи не требуются дорогие системы, разделяющие ее компоненты, поэтому производство таких батареек можно организовать без больших технических сложностей и за относительно низкую стоимость. (Рисунок из Nature, 2014, DOI: 10.1038/nature13700)

Дональд Садоувей (Donald Sadoway) с коллегами разработал стационарную систему для хранения электроэнергии, использовав для этого катод из жидкого лития, электролит из расплавленной соли и катод из жидкого сплава свинец-сурьма. Все три материала не смешиваются между собой, поэтому три отдельных слоя формируются за счет самостоятельного разделения. Это обстоятельство обуславливает относительную простоту производства устройства и исключает необходимость применения сложных в производстве и дорогих мембранных технологий, предназначенных для разделения различных элементов устройств подобного рода. Исследователи также подчеркивают, что их жидкометаллическая батарея отличается более длительным циклом перезарядки и имеет более высокую плотность тока, чем другие экспериментальные системы, в том числе, изготовленные и с применением мембранных технологий.

Эксперименты исследователей с новой системой хранения энергии, проведенные при 450°C? показали, что плотность тока составляет 275мA/см², при этом эффективность циклической перезарядки равен 98%. Несмотря на то, что температура, при которой работает новая батарея, высока, соответственно необходимы затраты энергии для поддержки металла в жидком состоянии, рабочую температуру жидкометаллического аккумулятора в процессе разработки уже удалось снизить с 700°C.

Помимо высокой рабочей температуры проблемой для внедрения таких систем в практику является то, что временем они начинают терять емкостные свойства. Эксперименты с интенсивной зарядкой/разрядкой нового жидкометаллического аккумулятора энергии показали, что в штатном режиме работы через 10 лет он сохранит 85% емкости, что вполне неплохо для практического применения.

Источник: Nature, 2014, DOI: 10.1038/nature13700

метки статьи: #аккумуляторы, #химическая технология, #электрохимия