×
Энергию солнца сохранят жидкие аккумуляторы

Альтернативные источники энергии должны быть дешевыми и надежными. С этим все согласны. Одно из решений, которое поможет справиться с данной задачей, — жидкий аккумулятор. Он состоит из металлов в жидком состоянии. О необычном  химическом источнике электрического тока сообщил портал popsci.com.

 

На фото: жидкий аккумулятор, работающий при комнатной температуре,  состоит из ртути, соленой воды и железной губки.

 

У таких альтернативных источников энергии, как солнце и ветер, есть одна проблема. Они не могут вырабатывать энергию постоянно. Если зашло солнце или перестал дуть ветер, источник перестает работать. Чтобы решить эту проблему, группа исследователей из Массачусетского технологического института (МТИ) предложила использовать жидкие аккумуляторы. Они будут накапливать и сохранять энергию, полученную от солнца и ветра, и отдавать ее потребителям, когда не дует ветер и не светит солнце. Такое решение повысит эффективность использования упомянутых альтернативных источников энергии.

 

Но почему именно жидкие источники тока? Сегодня для сохранения энергии, полученной от солнца, уже используются традиционные аккумуляторы, состоящие из твердых компонентов. Мы с ними сталкиваемся в повседневной жизни. Это аналоги аккумуляторов, которые находятся в мобильных телефонах, планшетах, ноутбуках и других электронных устройствах. Дело в том, что их применение оправдало себя в домашних условиях. Но когда речь заходит о масштабах города или района, использовать твердые батареи оказалось невыгодно. Они удорожают решение, их эффективность достаточно низкая. Команда из МТИ предложила решить задачу с помощью аккумуляторов, где все компоненты будут в жидкой фазе.

 

Вначале ученые разработали прототип аккумулятора, где в расплавленном виде находились магний и сурьма, которые образовывали, соответственно, отрицательно и положительно заряженные электроды. Источник тока работал при температуре 700 градусов Цельсия. Затем они добавили к сурьме свинец. Это удешевило исходный материал и позволило снизить температуру рабочей среды до 450 градусов. Ученые «поигрались» и с отрицательным электродом. Оказалось, что лучше на эту роль подходит литий. Вот как в итоге выглядит жидкий аккумулятор.

 

 

Отрицательный электрод — это литий, положительный — сплав сурьмы и свинца, электролит — соль лития. Все находится в расплавленном состоянии. Поскольку плотности фаз разные, а сами они не смешиваются друг с другом, слои разделяются, образуя трехслойную структуру. Плотность тока заряда-разряда такого аккумулятора составила 275 мА/м².  

 

Аккумулятор подвергли тесту на продолжительность работы. Исследователи заряжали и разряжали его 450 раз в течение 1800 часов. Из полученных данных ученые сделали вывод, что после 10 лет работы такой источник тока потеряет только 15 % своей емкости. Результаты своих исследований авторы доложили в статье,  опубликованной в престижном американском журнале Nature.

 

Конечно, в случае жидкого аккумулятора, предложенного командой из Массачусетса, возникает закономерный вопрос. Чтобы расплавить металл при 450 градусах и поддерживать его в таком состоянии, требуется много энергии. Но это обстоятельство, по всей видимости, не смущает разработчиков. Ведь это только первые шаги в направлении создания полностью жидких аккумуляторов. Тем более что уже существуют их прототипы, работающие при комнатной температуре (см. рисунок).

 

Автор: Геннадий Хворых

Источник фотографий: Felice Frankel, nature.com