Диджитал Изменит все правила: создана батарея, которая может очищать воздух
Британские исследователи создали литиевую батарею, которая улавливает углекислый газ и превращает его в электроэнергию. Она может совершить настоящий переворот в энергетике и экологии.
Related video
Об этом сообщает interestingengineering.com.
Речь идет от экологически чистой литий-CO₂-батарее, которая, в случае коммерческого успеха, может не только помочь сократить выбросы от транспортных средств и промышленных источников, но и работать даже на Марсе, где атмосфера состоит из CO₂, на 95%.
Ученые из Университета Суррея заявляют, что, по их приблизительным расчетам, один килограмм катализатора может поглотить около 18,5 килограммов углекислого газа. Это примерно эквивалентно выбросам от поездки на автомобиле на расстояние в 100 миль (около 160 км). Таким образом, новаторская батарея может в буквальном смысле компенсировать дневную поездку на работу, заверяют исследователи.
До сих пор литий-CO₂-аккумуляторы не оправдывали ожиданий: они быстро изнашивались, плохо перезаряжались и зависели от дорогостоящих редких металлов, таких как рутений и платина.
Как работает новый аккумулятор
Ученые нашли обходной путь: недорогой катализатор под названием фосфоромолибдат цезия (CPM), который и стоит недорого, и довольно прост в изготовлении при комнатной температуре.
Подкрепленная компьютерным моделированием и лабораторными испытаниями технология CPM помогла аккумулятору хранить в 2,5 раза больше заряда, чем литий-ионный, заряжаться с меньшими затратами энергии и надежно работать более 100 циклов.
Чтобы выяснить, почему метод CPM работает настолько эффективно, исследователи из Школы химии и химической инженерии Суррея и Института передовых технологий применили двухсторонний подход.
Сначала они разобрали аккумулятор после нескольких циклов заряда-разряда, чтобы изучить химические изменения внутри.
Результаты испытаний показали, что карбонат лития — соединение, образующееся при поглощении CO₂ — может последовательно накапливаться и распадаться, что является критически важным свойством для долгосрочной работы аккумулятора.
Затем группа использовала компьютерное моделирование на основе теории функционала плотности (DFT), чтобы смоделировать, как реакции протекают на поверхности материала.
Результаты показали, что стабильная пористая структура CPM обеспечивает идеальную платформу для химических процессов, определяющих производительность аккумулятора.
Переворот в экологии
Исследователи также планируют изучить процессы зарядки и разрядки аккумулятора в режиме реального времени, чтобы лучше понять его внутренние механизмы. Они хотят и дальше повышать производительность и долговечность, уделяя особое внимание оценке того, как аккумулятор работает при различных давлениях CO₂.
«Если батареи работают при давлении 0,006 бар, давлении в марсианской атмосфере, они могли бы питать что угодно, от исследовательского марсохода до колонии. При давлении 0,0004 бар, давлении окружающего воздуха Земли, они могли бы улавливать CO₂ из нашей атмосферы и хранить энергию где угодно. Во всех случаях ключевым вопросом будет то, как это повлияет на емкость заряда батареи», — пояснил специалист Университета Суррея Дэниел Коммандер.
Ранее Фокус писал, что конусная батарея на основе натрия может изменить мир навсегда. В частности, группа исследователей из Университета Райса (США) пришла к выводу, что необычная форма батареи, полученная путем масштабируемого пиролиза углеводородов, может поспособствовать хранению энергии с помощью таких элементов, как натрий и калий. Отметим, что эти элементы намного дешевле и доступнее лития.
Также стало известно, что китайские ученые создали миниатюрную портативную батарею на основе электроактивных микроорганизмов, которая показала возможность самозарядки до 10 циклов. Интересно то, что для такой батареи вообще не нужен литий.
