Ученые создали батарею, использующую воздух и двуокись углерода — в сотни раз более мощную по сравнению со всеми аналогами

Ученые создали батарею, использующую воздух и двуокись углерода — в сотни раз более мощную по сравнению со всеми аналогами

Исследователи из Университета Пенсильвании приблизились к созданию ещё одного способа получения энергии из выбрасываемого в огромных объёмах в атмосферу углекислого газа. Они разработали недорогую батарею с проточным электролитом, в которой используются в основном водные растворы, содержащие либо растворенный CO2, или обычный воздух. Техническое название для процесса растворения называется барботаж. Поскольку жидкости содержат различные концентрации CO2, они имеют различные уровни рН, и именно в результате этого дисбаланса генерируется электричество.

В проточном аккумуляторе две жидкости разделены мембраной, которая не даёт им смешиваться, но позволяет проходить потоку ионов. По мере обмена ионами между более плотным раствором углекислого газа и нормальным раствором воздуха меняется напряжение на электродах из оксида марганца в каждом из резервуаров. Это создаёт поток электронов между двумя соединенными электродами, и так получается электричество. Когда концентрация ионов нормализуется, можно быстро зарядить аккумулятор, заполнив каждую ёмкость противоположным раствором, разворачивая поток электронов в другую сторону. Учёные смогли сделать это более 50 раз, прежде заметно снизилась производительность батареи.

Использование CO2 в проточной батарее не является новой идеей, но, по словам исследователей, в этом варианте средняя плотность энергии составляет 0,82 Вт/м2 — это почти в 200 раз выше, чем удалось добиться в предыдущих разработках. Другие системы топливных элементов на основе CO2 способны на гораздо большее, но они имеют очень сложную конструкцию, и при этом необходимо использовать энергоёмкие топливные элементы и поддерживать высокую температуру для нормальной работы.

Эта батарея работает при комнатной температуре и использует недорогие материалы. Тем не менее, учёные признают, что пока не удаётся обеспечить экономический эффект от использования технологии в больших масштабах. В перспективе можно было бы устанавливать эти батареи на электростанциях, работающих на ископаемом топливе, перенаправляя все выбросы CO2 на получение ещё большего количества энергии.