Учени от Австралия разработиха първата протонна батерия

Учени от Кралския технологичен институт в Мелбърн (RMIT) създадоха първата в света презареждаща се протонна батерия, като постижението се смята за ключова стъпка в прехода към по-евтини и екологосъобразни решения за съхранение на енергия. Потенциалните приложения на протонната батерия включват съхранение на електрическа енергия от битови фотоволтаични инсталации, а след някои модификации решението може да се използва и за средно по мащаб съхранение на електроенергия в разпределителните мрежи, както и за захранване на електромобили.

Работещият прототип на протонната батерия се състои от въглероден електрод, служещ за съхранението на водород, и горивна клетка с обратно действие (реверсивна) за генериране на електроенергия. Именно на въглеродния електрод и на протоните във водата се дължат екологичните, енергийните и потенциално икономическите ползи на батерията, подчертава изследователят професор Джон Андрюс.

“За да се редуцират емисиите на парникови газове и да се ограничат климатичните изменения, светът преминава към използването на все повече възобновяема енергия. Имайки предвид вариращия характер на възобновяемата енергия, необходимостта от рентабилни решения за съхранение на енергия също ще нараства бързо. Протонната батерия е една от възможните алтернативи за посрещане на тези огромни нужди.

Функциониращите на база протони батерии имат потенциала да бъдат по-икономически изгодни, отколкото използването на литиеви йони. Въглеродът, който е основната суровина за създаването на нашата батерия, е достъпен в изобилие и е евтин в сравнение с металхидридните сплави и лития за производството на презареждащи се литиево-йонни батерии”, обяснява Андрюс.

По време на зареждане въглеродът в електрода се свързва с протоните, получени при разделянето на водни молекули с помощта на електрони от захранването. Протоните се отделят повторно и се връщат към реверсивната горивна клетка, образувайки вода с кислорода от въздуха, като така се генерира електроенергия.

Последните резултати от експериментите на изследователите показват, че малката протонна батерия с активна вътрешна повърхност от само 5,5 кв. см може да съхранява толкова енергия за единица маса, колкото предлаганите на пазара литиево-йонни батерии. Максималното измерено напрежение е 1,2 V. Батерията не отделя емисии на въглероден диоксид и може да се използва за съхранение на електроенергия, генерирана от възобновяеми енергийни източници. В бъдеще учените от RMIT ще съсредоточат усилията си върху оптимизирането на батерията и подобряване на енергийната плътност.

Преди няколко години научният екип демонстрира, че е възможно създаването на протонна батерия с електрод от метална сплав за съхранение на водород, но реверсивността и възможността за презареждане са прекалено ниски. Също така, използваната тогава сплав съдържа редкоземни елементи, което я прави тежка и скъпа.

Според Андрюс предлагането на протонната батерия на пазара може да стартира в следващите 5 до 10 години.

“Когато стане налична в търговската мрежа, батерията ще е конкуренция на Tesla Powerwall и се надяваме, че ще може да намери приложения от мащаба на най-голямата в света литиево-йонна батерия, която се намира в Южна Австралия и има капацитета да захрани 30 000 домакинства в продължение на един час в случай на отказ на електроразпределителната мрежа”, допълва Андрюс.