Надежда на светлое будущее: батареи на витаминах
Интересные новости сообщает Naked Science:
Американцы разработали редокс-батарею на витамине
Американские микробиологи создали новый класс органических молекул, позволяющих обеспечить безопасное и экономичное хранение электричества от переменных источников энергии. Об этом сообщается в журнале Nature Energy.
Результаты исследования основаны на предыдущих экспериментах с хинонами. В 2014 году международная группа ученых при участии Гарвардского университета (США) разработала проточную редокс-батарею высокой емкости на базе органических соединений и ферроцианида. Ионы металлов - традиционный кислотный электролит в аккумуляторах - были заменены в данном случае на хиноны - молекулы, которые обеспечивают хранение энергии в растениях и организмах животных. Таким образом команде удалось изготовить первое высокопроизводительное, нетоксичное, не вызывающее коррозии и недорогое вещество для хранения электроэнергии.
Спустя год ученые создали класс хинонов, способных работать в щелочных растворах наряду с ферроцианидом. В новом исследовании основой для молекул послужил витамин B2 (рибофлавин), стимулирующий производство энергии в клетках. От классических хинонов рибофлавин отличается лишь тем, что сбор и испускание электронов осуществляется атомами азота или кислорода.
«Он обладает высокой стабильностью и растворимостью, обеспечивает повышенные напряжение аккумулятора и емкость накопителя. В связи с тем, что витамины просты в производстве, наша молекула может быть изготовлена в промышленных масштабах по низкой стоимости», - заявил профессор Майкл Азиз.
Стимуляция напряжения батареи осуществлялась с помощью структурно модифицированного аллоксазина - основного вещества B2. Напряжение холостого хода созданного аккумулятора составило около 1,2 вольт при эффективном значении силы тока и объеме удерживания в 99,7 и 99,98% соответственно.
Проточный редокс-аккумулятор представляет собой батарею, запасающую энергию посредством окислительно-восстановительных реакций в жидком электролите. Такие батареи рассматриваются в качестве альтернативы литий-ионным, в частности при производстве электромобилей и систем обеспечения электроэнергией крупных домохозяйств.
На самом деле использование органических молекул для хранения электроэнергии, и внедрение данного процесса в промышленных масштабах, приоткрывает дверь в светлое будущее и даже позволяет одним глазком туда заглянуть. Кроме того, что данная технология дает шанс на спасение экологии планеты, но она так же закладывает предпосылки для нового поколения биоимплантов и протезов. Развив технологию до использования в качестве электролитов веществ, синтезируемых человеческим организмом, отрасль создась серьезный трамплин для микроэлектроники и медицинского протезирования. Один шажок в сторону кибер-панка.