Случайная реакция «отбеливателя» удвоила мощность солёной батареи — и она догнала литий-ион
Учёные Национальной лаборатории Оук-Ридж (ORNL) Министерства энергетики США перевернули логику разработки солёных батарей, сделав нежелательную побочную реакцию главной. Постдок Вусеок Го заметил, что до медленной кислородной реакции в ячейке образуется гипохлорит натрия — обычный «отбеливатель» — и даёт более высокое напряжение.
Исследователи превратили паразитную химию гипохлорита натрия в главный процесс, устранили катализаторы и газовую фазу — теперь батарея безопасна и мощна
Добавление всего 5% «отбеливателя» в систему полностью изменило результат.
Главной стала полностью жидкофазная окислительно-восстановительная пара гипохлорит/хлорид, циклически переключающаяся между ионами при заряде и разряде. Из процесса исчезла проблемная смена фаз «жидкость–газ», отпала нужда в дорогих катализаторах, упало внутреннее сопротивление, а пиковая мощность батареи выросла более чем вдвое — до уровня, сопоставимого с литий-ионными элементами.
Источник изображения: Alonda Hines / ORNL, U.S. Dept. of Energy
Солёные батареи тяжелее и объёмнее литиевых, поэтому не подходят для смартфонов или электромобилей. Но для стационарного сетевого хранения, где вес не критичен, они предлагают козырь: встроенное жидкостное охлаждение солёным электролитом исключает риск катастрофических пожаров, для борьбы с которыми в литий-ионных банках тратятся огромные объёмы энергии на принудительное охлаждение.
Партнёр стартап Coulomb Technology уже готовит коммерциализацию — технологию планируется использовать для резервного питания массивных дата-центров и опорных участков электросетей. Рассматривается и морское применение: контейнеровозы в океане окружены ровно той средой, которая заставляет батарею работать.