Физики удешевили перезаряжаемые топливные ячейки, лишив их мембраны

Американские физики значительно упростили перезаряжаемые топливные ячейки и сделали их более дешевыми и долговечными, избавив их от особой мембраны между топливом и окислителем, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Мы смогли создать систему, не уступающую по своим свойствам классическим топливным ячейкам, и при этом нам не приходится волноваться о сохранности мембраны. Теперь мы обладаем методикой и инструментами, которые с высокой долей уверенности позволят нам увеличить такие батареи и быстро решить все проблемы коммерциализации", — заявил Мартин Базант из Массачусетского технологического института (США).

Базант и его коллеги уже несколько лет пытаются усовершенствовать так называемые "поточные батареи" — особые перезаряжаемые источники тока, представляющие собой нечто среднее между топливными ячейками и аккумуляторами.

Они используют те же реагенты, что и топливные ячейки, однако, как и в аккумуляторах, не исчезают безвозвратно и их можно восстановить при перезарядке.

Ключевым элементом таких "батареек" является особая мембрана, препятствующая смешиванию окислителя и топлива внутри нее. Во время работы устройства, она пропускает потоки ионов и электронов между камерами, и мешает прохождению более крупных молекул. Как правило, подобные мембраны недолговечны и часто распадаются, что крайне осложняет коммерциализацию подобных топливных ячеек.

Авторы статьи смогли решить эту проблему оригинальным путем — они просто убрали мембрану и создали особую структуру ячейки, в которой потоки окислителя и топлива не смешивались, а текли рядом друг с другом. Это позволило им использовать в качестве них самые дешевые и активные вещества — соединения брома и водорода. По словам физиков, энергоемкость таких ячеек на порядки выше, чем у литий-ионных аккумуляторов, а стоимость значительно ниже, что позволяет использовать их для запасания энергии, получаемой при помощи ветряков и солнечных батарей.