Группа ученых из Питтсбургского университета США, исследовав проточные окислительно-восстановительные аккумуляторы (редокс-батреи, RFB) с точки зрения практического применения, пришла к выводу, что оптимизация кинетики переноса электронов между электролитами и электродами может иметь решающее значение для коммерческой успешности таких батарей.
В опубликованной в журнале Joule статье исследователи рассказали, что наиболее популярные сейчас проточные батареи с ванадиевым электролитом довольно дороги. Поэтому сейчас разработки в области RFB направлены в основном на поиск альтернативных электролитов.
Наибольший интерес уделяется органическим и металлоорганическим веществам, так как их ключевые физико-химические свойства можно задавать в процессе синтеза. Определенных успехов в этой сфере добились, например, ученые из Университета Южной Калифорнии и компания Nanoflowcell, разработавшая электромобиль Quantino.
По мнению американской исследовательской группы при оценке конкурентоспособности проточных батарей необходимо учитывать три основные фактора: эффективность, срок службы и стоимость. Ученые отметили, что существующие ванадиевые редокс-батареи показывают высокую эффективность только при малой удельной мощности. Этот недостаток обусловлен кинетическими ограничениями окислительно-восстановительных пар ванадиевого электролита и пропускной способностью мембранных сепараторов.
Стоимость редокс-батарей значительно снижается при использовании электролитов, не содержащих ванадия. Причем крупные массивы проточных батарей оказываются существенно дешевле традиционных аккумуляторов, например, литий-ионных, так как для повышения емкости RFB достаточно просто увеличить объем используемого электролита.
Выход по напряжению проточных батарей, а вместе с ним и КПД всего аккумулятора, во многом зависит от кинетики переноса электронов на межфазной границе. В новом исследовании ученые подчеркнули, что для продвижения в этом направлении необходимы высококачественный электроанализ работы RFB и надежные методы определения характеристик применяемых активных материалов.
Кроме того, исследовательская группа считает, что производительность проточных батарей можно улучшить с помощью технологий электрохимического катализа, а также путем глубокого изучения кинетической стабилизации, что поможет повысить напряжение в элементах питания.
Источник: cell.com
|
|
|
|
|
|
Повышение прочности и долговечности строительных материалов, таких как асфальт и бетон одна из многих сфер, где графен дает многообещающие результаты. Чтобы проверить их на практике, в Великобритании государственная компания National Highways применит инновационное вещество при ремонте участка шоссе A1, сое
Ученые из Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии США предложили создавать хранилища энергии из кварцевого песка
Исследовательская группа из Массачусетского технологического института сообщила о создании передового сверхпроводящего магнита. Он должен стать важной частью экспериментального термоядерного реактора, отличающегося относительно низкой стоимостью и небольшими размерами.
Впервые о пр
Исследовательская группа из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий сообщила об изготовлении тонкопленочной фотоэлектрической ячейки с КПД 21,38%. Она основана на полупроводниковом материале из меди, индия, галлия и селена (CIGS).
Швейцарские исследователи работают над совершенствованием таких
JetPack Aviation (JPA) с 2016 года изготавливает и эксплуатирует одни из первых в мире полноценно работающие реактивные ранцы, обладающие большой продолжительностью полета. До сих пор они использовались только для испытаний и демонстраций полетов. Но теперь всегда существовавшие у стартапа планы продавать
Немецкий стартап Sono Motors, создавший солнечный электромобиль Sion, выпустит устройство, которое позволит как заряжать транспортные средства от электросети дома (технологии
