Проточные редокс-батареи, вырабатывающие электрический ток благодаря окислительно-восстановительной реакции, дешевле и безопаснее литий-ионных аккумуляторов, но по плотности энергии уступают им. К тому же, их распространение ограничивает необходимость в редких металлах вроде ванадия. Китайские ученые разработали новые органические молекулы для водных проточных батарей, которые могут работать 600 циклов без падения емкости.
В зависимости от типа растворителя проточные редокс-батареи делят на водные и неводные, с органическими растворителями в качестве электролита. Разновидностей водных проточных батарей множество, но все они отличаются высокими эксплуатационными характеристиками и производительностью. Однако органические молекулы, которые в них используются, без дополнительной обработки подвержены деактивации из-за побочных реакций. Это повышает стоимость обслуживания и сокращает срок службы.
Команда исследователей из Института химической физики Даляня разработала новые производные на основе нафталина с активными гидроксилами и диметиламином, которые обеспечивают стабильность молекул в воздухе. Помимо повышения эффективности исследователи смогли увеличить объем производства производных нафталина.
В ходе испытаний нафталиновая проточная батарея с концентрацией электролита 1,5 моль/л показала стабильную производительность на протяжении 850 циклов (приблизительно 40 дней работы). Емкость батареи составила 50 А*ч/л.
При постоянной подаче воздуха в катодную жидкость — метод, позволяющий проверить работоспособность батареи на открытом воздухе — исследователи обнаружили, что производительность батареи начинает снижаться только после 600 циклов (около 22 дней), сообщает IE.
Опытный блок проточных батарей была испытан на стабильность и эффективность в лаборатории. При емкости 330 А*ч он продемонстрировал стабильность на протяжении 270 циклов и сохранение 99,95 % емкости на цикл.
