2
Календарь конференций
  • 1 ноября – 31 мая

    Универсиада по лингвистике, регионоведению и культурологии

  • 5 февраля

    VI Зимняя научная школа-конференция по механике композитов имени Б.Е. Победри

  • 27 – 28 февраля

    Конференция СНО исторического факультета МГУ «Антропология в истории: возможности и ограничения»

Все конференции
Электронная трудовая книжка

Конкурсы на замещение должностей научных и педагогических работников
Проект «Вернадский»
Программы дополни-
тельного образования
Олимпиады школьников и универсиады в МГУ
Программы поддержки талантливой молодежи
Гранты Президента РФ
28/12/20

Для проточных аккумуляторов предложили новую нетоксичную основу

Коллектив российских ученых представил новый класс веществ для проточных батарей — это полимерные микрогели на основе полиакриловой кислоты и ее азотсодержащих производных. Новые аккумуляторы сравнимы по емкости с самыми распространенными батареями на сегодняшний день, а кроме того намного дешевле и экологичнее. Статья опубликована в The Journal of Physical Chemistry Letters.

Ученые физического и химического факультетов МГУ совместно с коллегами из ФИЦ ХИФ и Сколтеха создали новую основу для проточной редокс-батареи. Как правило эти устройства работают на солях тяжелых металлов, поэтому достаточно дорогие и опасные. В своей разработке авторы использовали органические вещества. Полученные дисперсные системы состоят из полимерных микрогелей с размером частиц в 200-300 нанометров на основе полиакриловой кислоты и ее азотсодержащих производных.

«Исследования материала показывают, что около 14% вещества сохраняют электроактивные свойства. Это означает, что мы можем получать низковязкий электролит для проточных батарей емкостью 2,5 мАч/г, — рассказала одна из соавторов статьи, старший научный сотрудник кафедры физики полимеров и кристаллов физфака МГУ Елена Кожунова. — Мы ожидаем, что дальнейшая работа позволит нам выйти на емкость на литр раствора, которая могла бы конкурировать с таковой для ванадиевых проточных аккумуляторов. При этом такие растворы будут нетоксичными и значительно более дешевыми».

Проточная батарея — тип гальванического элемента, в котором химическая энергия обеспечивается двумя разделенными мембраной жидкими химическими компонентами. Движение электрического тока сопровождает ионный обмен через мембрану, в то время как обе жидкости циркулируют в собственном отдельном пространстве. Такие батареи масштабируемы и экономичны, поэтому их выгодно использовать в крупных стационарных системах.

Использование высокомолекулярных органических соединений в аккумуляторах проточного типа позволяет использовать более дешевые и простые в изготовлении ионообменные мембраны с большим разбросом в размерах пор. Тогда как в случае с солями металлов требуется очень мелкопористая мембрана, которая выдерживает серную кислоту. Такое нововведение может критически изменить стоимость батареи и, соответственно, привести к качественному изменению на рынке запасенной электроэнергии.

«Наша работа показала возможность применения редокс-активных микрогелей, но промышленное производство пока планировать рано хотя бы потому, что пока мы смогли получить всего один материал (для положительного электрода), а не пару, которая требуется для создания прототипа. Кроме того, предложенный нами материал нуждается в совершенствовании. Сейчас мы задумываемся о том, как будет проходить заряд/разряд в системах с высокими мощностями — очень важный фактор для реального применения в промышленных масштабах», — заключил соавтор работы, старший научный сотрудник химфака МГУ Даниил Иткис.

Индикатор

https://indicator.ru/chemistry-and-materials/protochnykh-akkumulyatorov-netoksichnaya-osnova-28-12-2020.htm