Прошедшее лето на Земле отметилось экстремальными погодными условиями, такие как сильная жара и интенсивные дожди. Неотложная необходимость внедрения возобновляемых источников энергии и улучшения соответствующей инфраструктуры становится более критичной, чем когда-либо, в стратегии сохранения планеты в условиях подобных трудностей. Тем не менее, этот план сталкивается с серьезными трудностями из-за непредсказуемого характера производства электроэнергии из возобновляемых источников, зависящего от переменных, таких как нестабильные погодные условия.
В связи с этим увеличивается спрос на системы хранения энергии (ESS), способные сохранять и поставлять электроэнергию по мере необходимости. Однако литий-ионные батареи (LIB), используемые в настоящее время в ESS, не только являются дорогостоящими, но и подвержены риску возгорания. Поэтому существует настоятельная необходимость в создании более дешевых и безопасных альтернатив.
Исследовательская группа под руководством доктора О Си Хёна из Исследовательского центра хранения энергии Корейского института науки и технологий (KIST) разработала безопасную водную перезаряжаемую батарею, которая может предложить эффективное решение, удовлетворяя требованиям стоимости и безопасности.
Несмотря на более низкую энергетическую плотность, водные аккумуляторные батареи обладают существенным экономическим преимуществом из-за более низкой стоимости сырья по сравнению с ЛИА. Однако газообразный водород, образующийся при паразитном разложении воды, представляет собой проблему, вызывающую увеличение внутреннего давления и истощение электролита, создавая серьезные угрозы безопасности и затрудняя коммерциализацию.
Для преодоления этой критической проблемы исследователи создали композитный катализатор из диоксида марганца и палладия. Этот катализатор автоматически преобразует газообразный водород, образующийся внутри батареи, в воду, обеспечивая высокую производительность и безопасность. Диоксид марганца не реагирует с газообразным водородом в нормальных условиях, но с добавлением небольшого количества палладия водород легко поглощается катализаторами и преобразуется в воду. Прототип ячейки с новыми катализаторами поддерживал внутреннее давление значительно ниже пределов безопасности, и истощение электролита не наблюдалось.
Эти результаты эффективно решают одну из наиболее важных проблем безопасности водных батарей, что является значительным шагом к коммерциализации ESS в будущем. Замена LIB более дешевыми и безопасными водными батареями может стимулировать быстрый рост мирового рынка ESS. Доктор О Си Хён из KIST отмечает:
Эта технология представляет собой стратегию встроенной безопасности для водных аккумуляторных батарей, обеспечивая автоматический контроль рисковых факторов, и ее можно применять в различных промышленных секторах, где утечка газообразного водорода представляет собой одну из основных проблем безопасности, таких как водородные заправочные станции и атомные электростанции.
