Китайские исследователи разработали доступный железный аккумулятор со сроком службы 16 лет

Китайские ученые представили инновационную технологию проточных железных аккумуляторов, способную значительно снизить стоимость хранения возобновляемой энергии. Разработка Института исследований металлов Китайской академии наук позволяет создать накопители, которые могут эксплуатироваться более 16 лет без потери емкости, используя при этом недорогие и экологически безопасные материалы.

Преимущества железных проточных батарей

Ключевым преимуществом новой разработки является использование железа, которое по стоимости более чем в 80 раз дешевле лития. Этот металл широко распространен, что исключает риск дефицита сырья, характерный для производства современных литий-ионных аккумуляторов.

• Срок службы превышает 6000 циклов заряда-разряда без снижения эффективности.
• Использование электролита на водной основе исключает риск возгорания, в отличие от горючих компонентов в традиционных батареях.
• Стабильная работа под высокой нагрузкой с плотностью мощности до 392,1 мВт на см².
• Минимальная деградация компонентов за счет изменения структуры молекул негативного электролита.

Технологический прорыв

Основной проблемой проточных батарей на основе железа долгое время оставалась нестабильность активных материалов, которые со временем разрушались или проникали сквозь мембрану, что приводило к падению КПД. Исследовательская группа решила эту задачу, синтезировав новое органическое соединение [Fe(HPF)BHS]⁴⁻.

Сложная молекулярная структура этого вещества создает физический барьер вокруг ионов железа, предотвращая нежелательные химические реакции и утечку материала через разделительную мембрану. По данным испытаний, средняя кулоновская эффективность системы составила 99,4%. При интенсивном использовании в течение 6000 циклов при плотности тока 80 мА на см² измеримого снижения емкости зафиксировано не было.

Значение для энергетики

Масштабирование данной технологии может стать ключевым фактором в развитии зеленой энергетики. Солнечная и ветровая генерация зависят от погодных условий, поэтому создание эффективных накопителей большой емкости является важнейшей технической задачей. Благодаря пожаробезопасности, обусловленной использованием электролитов на основе воды, железные аккумуляторы могут стать оптимальным решением для крупных промышленных систем хранения энергии. В дальнейшем планируется проведение полевых испытаний для оценки стабильности системы в реальных условиях эксплуатации энергосетей.

Твитнуть