Технология проточных или окислительно-восстановительных батарей может стать многообещающей альтернативой экологически чистой электроэнергии, требующей больших объемов хранения для поддержания стабильности наших электросетей. Проточные батареи хранят электроэнергию в резервуарах с жидким электролитом, размеры которых можно увеличивать для удовлетворения потребностей в энергии по мере их увеличения. Однако эти батареи содержат редкие металлы и стоят дорого. Ученые из Университета Гронингена в Нидерландах разработали электролит для проточной батареи, который может решить обе проблемы.

Поскольку возобновляемая энергия носит прерывистый характер, ее применение в энергосистемах требует использования крупномасштабных накопителей. Использование проточных батарей привлекательно тем, что эту проблему можно решить, сохраняя энергию в двух отдельных жидкостях с растворенными химическими веществами в резервуарах в течение нескольких месяцев. При этом химическая энергия преобразуется в электрическую при прохождении жидкости через специальную мембрану между двумя резервуарами.

Традиционные технологии используют в качестве источника электролита дефицитный и дорогой металл ванадий. Теперь исследователи Университета Гронингена приступили к разработке нового материала для проточных батарей.

Обе стороны проточной батареи обычно содержат жидкости с разным составом, но ученым удалось разработать симметричную конструкцию, в которой оба резервуара содержат одну и ту же жидкость. Симметричные батареи были разработаны путем соединения молекул, которые используются с обеих сторон, и заполнения обоих резервуаров полученной гибридной молекулой.

«Недостаток этого подхода в том, что с обеих сторон используется только одна часть молекулы. А во время использования появляются реактивные радикалы, которые со временем разлагаются. Это делает стабильность проблемой», - говорит Эдвин Оттен, доцент кафедры молекулярной неорганической химии Гронингенского университета.

Оттен и его команда искали единую стабильную молекулу, которая могла бы принимать или отдавать электроны и, следовательно, могла бы использоваться на обеих сторонах батареи. Наиболее многообещающим соединением был радикал Блаттера, биполярное органическое соединение с внутренней стабильностью. Они протестировали соединение в небольшой электрохимической ячейке и обнаружили, что оно работает хорошо и остается стабильным в течение 275 циклов заряда и разряда.

«Нам нужно довести это до тысяч циклов, однако наши эксперименты являются доказательством концепции. Можно сделать батарею с симметричным потоком, обладающую хорошей стабильностью», - сказал Оттен.