Китайские ученые решили главную проблему цинк-бромных батарей и удвоили их емкость

Исследовательская группа из Даляньского института химическойфизики (DICP CAS) представила новую архитектуру проточных аккумуляторов. Внедрениетехнологии двухэлектронного переноса позволило устранить коррозию компонентов изначительно повысить плотность энергии. Результаты работы и данные испытаниймасштабируемого прототипа были опубликованы 4 января в журнале Nature Energy.

Проточные батареи на основе брома считаются одним изнаиболее перспективных решений для промышленного хранения энергии из-за низкойстоимости и доступности сырья. Однако их широкое применение ограничивалосьсерьезным недостатком: в процессе зарядки образуется агрессивный элементарныйбром (Br₂), который быстро разъедает оборудование и разрушает мембраны.Традиционные методы связывания брома лишь частично решали проблему, частоприводя к расслоению электролита и нестабильной работе системы.

Команда под руководством профессора Ли Сяньфэна (LiXianfeng) фундаментально изменила химию процесса, добавив в электролитспециальные аминосоединения. Это перевело реакцию с классическогоодноэлектронного механизма на двухэлектронный, в ходе которого образуютсястабильные бромированные амины. Такой подход дал двойной эффект: удельнаяэнергоемкость системы выросла за счет участия большего числа электронов, аконцентрация свободного (коррозийного) брома в растворе упала до безопасногоуровня в 7 мМ.

Благодаря смягчению химических условий инженеры смоглизаменить дорогие фторсодержащие компоненты на доступные мембраны типа SPEEK,что заметно снизило себестоимость устройства. Работоспособность концепцииподтвердилась на практике: опытный образец мощностью 5 кВт выдержал более 700циклов перезарядки (при нагрузке 40 мА/см²), удерживая КПД на уровне выше 78%.Финальная дефектовка узлов не выявила признаков разрушения материалов, чтооткрывает технологии путь к массовому внедрению в системы хранения энергии.

Источник:english.cas.cn