Экспериментальная органическая протонная батарея заряжается за считанные минуты

 

Она построена с использованием полностью органических компонентов, что делает ее гораздо более экологичной, чем большинство других. Кроме того, она может заряжаться за считанные минуты и работать при очень низких температурах.
 
Новый тип экспериментальной протонной батареи
Большинство аккумуляторов, таких как вездесущая литий-ионная батарея, изготовлены из металлов, которые необходимо добывать и очищать, что создает много вреда для окружающей среды. И, конечно же, существует проблема с их безопасной утилизацией.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
Исследователи в новой работе поставили перед собой задачу создать органические батареи, изготовленные из элементов, которые легче найти в природе. В данном случае активным материалом является группа органических соединений, называемых хинонами. Они часто используются бактериями и растениями в таких процессах, как фотосинтез и клеточное дыхание.
Для новой конструкции батареи электроды изготавливаются из твердых полимеров определенных хинонов. Они погружены в кислый, водянистый раствор, который действует как электролит, позволяя электронам проходить туда-сюда между катодом и анодом, подобному «качающемуся креслу». Это тот же основной механизм, лежащий в основе литий-ионных аккумуляторов, за исключением того, что эта конструкция перемещает ионы водорода вокруг. Поскольку эти ионы содержат только протоны, система называется протонной батареей.
Экспериментальная органическая протонная батарея заряжается за считанные минуты
Но вы точно не будете заряжать свой автомобиль или даже телефон этим устройством. Это всего лишь батарея с маленькими кнопками, и емкостью 60 мАч она крошечная даже по этим меркам.
 
Тем не менее, прототип протонной батареи имеет свои преимущества. Наряду с органическим фактором, она также быстро заряжается, достигая полной емкости всего за 100 секунд. Испытания показали, что она выдерживает 500 циклов зарядки/разрядки, сохраняя при этом большую часть своей емкости. Команда говорит, что раствор электролита более безопасен, чем другие, и не взорвется и не загорится, и, наконец, батарея может продолжать работать при очень низких температурах.
«Я уверен, многие люди знают, что производительность стандартных батарей снижается при низких температурах», – говорит Кристиан Штрицель, первый автор исследования. «Мы продемонстрировали, что эта органическая протонная батарея сохраняет такие свойства, как ёмкость до -24°C».
Команда говорит, что конструкция является хорошим доказательством концепции, но оптимизация может улучшить напряжение и мощность, а использование других хинонов также может помочь.»Еще многое предстоит сделать для того, чтобы батарея стала предметом домашнего обихода, однако разработанная нами протонная батарея – это большой шаг к тому, чтобы в будущем производить экологически устойчивые органические батареи», – говорит Штрицель.

органбат

 

Она построена с использованием полностью органических компонентов, что делает ее гораздо более экологичной, чем большинство других. Кроме того, она может заряжаться за считанные минуты и работать при очень низких температурах.

 

Большинство аккумуляторов, таких как вездесущая литий-ионная батарея, изготовлены из металлов, которые необходимо добывать и очищать, что создает много вреда для окружающей среды. И, конечно же, существует проблема с их безопасной утилизацией.

 

Исследователи в новой работе поставили перед собой задачу создать органические батареи, изготовленные из элементов, которые легче найти в природе. В данном случае активным материалом является группа органических соединений, называемых хинонами. Они часто используются бактериями и растениями в таких процессах, как фотосинтез и клеточное дыхание.

 

Для новой конструкции батареи электроды изготавливаются из твердых полимеров определенных хинонов. Они погружены в кислый, водянистый раствор, который действует как электролит, позволяя электронам проходить туда-сюда между катодом и анодом, подобному «качающемуся креслу». Это тот же основной механизм, лежащий в основе литий-ионных аккумуляторов, за исключением того, что эта конструкция перемещает ионы водорода вокруг. Поскольку эти ионы содержат только протоны, система называется протонной батареей.

 

Но вы точно не будете заряжать свой автомобиль или даже телефон этим устройством. Это всего лишь батарея с маленькими кнопками, и емкостью 60 мАч она крошечная даже по этим меркам.

 

Тем не менее, прототип протонной батареи имеет свои преимущества. Наряду с органическим фактором, она также быстро заряжается, достигая полной емкости всего за 100 секунд. Испытания показали, что она выдерживает 500 циклов зарядки/разрядки, сохраняя при этом большую часть своей емкости. Команда говорит, что раствор электролита более безопасен, чем другие, и не взорвется и не загорится, и, наконец, батарея может продолжать работать при очень низких температурах.

 

«Я уверен, многие люди знают, что производительность стандартных батарей снижается при низких температурах», – говорит Кристиан Штрицель, первый автор исследования. «Мы продемонстрировали, что эта органическая протонная батарея сохраняет такие свойства, как ёмкость до -24°C».

 

Команда говорит, что конструкция является хорошим доказательством концепции, но оптимизация может улучшить напряжение и мощность, а использование других хинонов также может помочь.»Еще многое предстоит сделать для того, чтобы батарея стала предметом домашнего обихода, однако разработанная нами протонная батарея – это большой шаг к тому, чтобы в будущем производить экологически устойчивые органические батареи», – говорит Штрицель.

 

https://econet.ru/articles/eksperimentalnaya-organicheskaya-protonnaya-batareya-zaryazhaetsya-za-schitannye-minuty

 


01.05.2020