Ученые впервые создали органическую батарейку
Группа ученых из Лаборатории органической электроники Линчепингского университета впервые продемонстрировала органический аккумулятор. Тип аккумулятора известен как проточный редокс-аккумулятор с большой емкостью. Он может быть использован для накопления энергии ветряных электростанций и солнечных ферм, кроме того, подойдет в качестве дополнительного аккумулятора для автомобилей.
Проточные редокс-аккумуляторы – это стационарные аккумуляторы, в которых энергия накапливается в электролите вне элемента, как в топливной ячейке. Обычно их используют для накапливания энергии ветра или солнца, и их можно перезаряжать практически неограниченное количество раз. Однако, обычно в редок-аккумуляторах содержится ванадий, редкий и дорогостоящий металл. Электролит, используемый в редокс-аккумуляторах может быть на водной основе, что делает аккумулятор экологически безопасным, однако, такие аккумуляторы имеют низкую плотность энергии.
Михаил Вагин, инженер-разработчик из Лаборатории органической электроники, и его коллеги разработали аккумулятор с электролитом на водной основе и электродами из органического материала. При этом плотность энергии новой батареи значительно выше, чем у предыдущих разработок. Исследование ученых позволит в будущем производить полностью органические проточные редокс-аккумуляторы для накапливания энергии ветровых и солнечных электростанций.
Для электродов ученые использовали проводящий полимер PEDOT, легированный положительными и отрицательными ионами. Также инженеры разработали новый электролит на водной основе молекул хинона.
«Молекулы хинона можно получать из древесины, мы использовали их в комбинации с проводящим полимеров PEDOT. Удивительно, но они прекрасно сочетаются друг с другом, словно какой-то подарок природы», - говорит один из авторов работ.
Полимерные PEDOT электроды помогают молекулам хинона переходить из окисленного состояния в восстановленное, что способствует потоку протонов и электронов.
«Обычно контролировать ионный процесс крайне трудно, но нам удалось этот сделать», - утверждает Михаил Вагин.
Органические редокс-аккумуляторы все еще имеют меньшую плотность энергии, чем аккумуляторы на ванадии, но зато они дешевые, полностью пригодны к переработке, безопасны и прекрасно сохраняют энергию для компенсации колебаний энергопотербления. И возможно, в будущем редокс-аккумуляторы появятся у нас дома, как дополнительные источники питания для электромобилей.
#редоксаккумулятор
#новоститехнологий
#новостинауки
