Винайдено акумулятори на рідких електролітах

В одній із національних лабораторій США (Sandia National Laboratories) були створені акумулятори, які використовують безводні рідкі електроліти. До складу цих зворотних паливних елементів входять поширені метали, такі як залізо, мідь, діетаноламін і 2-етилгексаноат. Ця розробка демонструє значні, досі ніде не досягнуті результати в характеристиках енергозбереження.

Хімік Тревіс Андерсон очолює дослідження у цьому напрямку. На основі ОВОТЕ (окисно-відновлюваних оборотних елементів) команда Андерсона досягла суттєвого результату, застосувавши досі не використаний підхід. Замінивши традиційні системи, які використовували розчини рідких солей металів, було винайдено принципово нові безводні рідкі суміші на основі перехідних металів (марганець, мідь, залізо, ванадій, кобальт, нікель).

Ці безводні рідкі суміші розробники назвали Transition-metal-based ionic liquid, або ж скорочено MetILs. Загалом було перевірено понад двісті комбінацій безводних катіонів, лігандів і аніонів на основі різних сполук. До того ж п’ять із них, враховуючи електрохімічну ефективність, перевершують навіть ферроцен, електрохімічна зворотність якого вважається еталоном. Цитуючи пана Андерсона, тепер немає потреби розчиняти сіль у розчинниках, адже в його лабораторії створено сіль, яка сама є унікальним розчинником. Однією з найперспективніших сумішей, розроблених для ОВОТЕ, є суміш — Cu(DEA)6(EHN)2 (де DEA — діетаноламін, а EHN — 2-етилгексаноат), до складу якої входить лише мідь, 2-етилгексаноат і діетаноламін. Ці компоненти є доступнішими, ніж літій, що використовується в найсучасніших і найефективніших акумуляторах. У низці експериментів, проведених для випробування безводних рідких сумішей, результати перевищували результати ферроцену утричі.

В звичайних електролітах струм виробляється у разі, коли реакція йде в одному напрямку, а заряджання акумулятора відбувається при зворотному напрямку реакції. Показники зворотності реакцій у нових речовинах MetILs значно перевищують найкращі колись проведені та досягнуті результати, запевняє національна лабораторія США.

Виготовляти радикально нові типи електролітів порівняно нескладно. Солі спеціальних металів, найкращі результати серед яких демонструє мідь, нагрівають (до кімнатної температури) зі спеціальними комбінаціями лігандів. Часто використовуються ліганди аліфатичних аміноспиртів. Сам процес потребує невеликої кількості енергії, а завдяки своїй унікальності його можна буде застосовувати навіть у промислових умовах.
Зазначимо, що можлива концентрація активних металів у нових електролітах може перевищувати їхню кількість у попередніх версіях електролітів. Рідкі електроліти мають підвищену в'язкість, а при перемішуванні активних речовин, що в звичайних акумуляторах знижує ефективність, їх концентрація тут відповідно зменшується. Уже зараз хімік Тревіс Андерсон заявляє про щільність накопичення енергії в сучасних акумуляторах, кількість якої буде утричі більшою, ніж у найкращих сучасних батареях.

Перспективність нових акумуляторів вже високо оцінюється й промисловцями, які вважають пріоритетним накопичення енергії таких нестабільних джерел, як вітер і сонце. Також перспективу рідких електролітів прагнуть використати корпорації, що розробляють бортові системи накопичення електроенергії для електромобілів.