Ученые создали прототип органической протонной батареи

Группа исследователей из Уппсальского университета (Швеция) разработала новый тип экспериментальной протонной батареи на основе органических компонентов. Изобретение интересно тем, что его производство экологичнее по сравнению с другими видами батарей. Специалисты также утверждают, что их разработка способна заряжаться всего за несколько минут и может работать при очень низких температурах без потери своих свойств.

При производстве обычных батарей (тех же литий-ионных) используются различные металлы, которые необходимо сначала добыть, а затем переработать. Все это наносит существенный вред окружающей среде. Дополнительную сложность создает дальнейшая утилизация.

Шведские ученые создали прототип органической батареи, состоящей из компонентов, которые существенно проще добыть в природе. В качестве активного элемента батареи исследователи применили органические соединения, известные как хиноны. Обычно они используются бактериями и растениями в таких процессах, как фотосинтез и клеточное дыхание.

В разработанном прототипе в качестве электродов используются твердые полимеры на основе определенных хинонов. Они помещены в специальный кислотный раствор, который действует как электролит и позволяет ионам перемещаться между катодом и анодом. Аналогичный принцип лежит в основе литий-ионных батарей. Только в новой батарейке в движении находятся ионы водорода. Поскольку в органической батарее ионы содержат только протоны, то ее называют протонной.

Разработчики говорят, что у подобных батареек имеется множество преимуществ. Помимо органической природы, такой аккумулятор способен полностью заряжаться всего за 100 секунд. Тесты показали, что батарея практически не теряет своих емкостных показателей в течение 500 циклов зарядки. Кроме того, электролит, который используется в этих батарейках, безопаснее других решений (не горит, не взрывоопасен). И еще, подобные органические протонные батареи могут работать при низких температурах. Эксперимент показал, что прототип не утрачивает емкостных показателей при температуре до -24 °C.

К сожалению, в ближайшее время подобных батареек мы не встретим в смартфонах и электромобилях. Прототип органического протонного аккумулятора выполнен в виде кнопочного элемента питания, емкость которого составляет всего 60 мА·ч.

Университеты