+7 (343) 361-45-62
Поиск

Солнечные решения / Новости солнечной энергетики

Инженеры Стэнфорда сумели создать недорогую и эффективную батарею для хранения энергии от возобновляемых источников

22.02.2017

Аккумуляторная батарея, сделанная с использованием мочевины (она часто содержится в моче млекопитающих, и является ингредиентом удобрений), способна стать дешевым методом хранения энергии, производимой с применением солнечной энергии, либо других видов возобновляемых источников энергии.
Батарея, сделанная с использованием мочевины
Разработали такую батарею ученые Стэнфордского университета - профессор химии Хонджи Дай и докторант Майкл Энджелл. Она сделана из негорючих материалов, содержит электроды, изготовленные из алюминия и графита. Электролитом здесь является мочевина, произведенная промышленным способом на заводе удобрений.
«Такая батарея, по сути, будет сделана из самых простых и дешевых материалов, при этом она будет обеспечивать отличную производительность. Раньше мы не могли и подумать, что сочетание мочевины, графита и алюминия может стать эффективным аккумулятором», отметил Хонджи Дай.
В 2015 году лаборатория Дая был первой, которая создала батарею из алюминия. Заряжалась эта система за минуту, и работала в течение тысячи циклов заряда-разряда. Старая версия батареи получила в 2016 году престижнейшую ITRI премию R & D 100. Однако эта версия батареи имела один существенный недостаток – в ней был использован дорогой электролит.
Последняя версия устройства – это электролит на основе мочевины, он почти в 100 раз дешевле, и намного эффективнее, а времени его зарядки - всего 45 минут. Этот случай - первый, когда мочевина используется, как составляющая батареи. 
Энергия, возобновляемая накопителем
В отличие от энергии, получаемой из ископаемого топлива, солнечная энергия в основном может быть использована лишь тогда, когда светит солнце. Аккумулятор, по сути работают, как насосы, направляющие энергию в электрическую сеть, в дневное время. Если эта энергия не потребляется сразу, она теряется. По мере того как спрос на возобновляемые источники энергии растет, растет и потребность в дешевых, эффективных батареях, дающих возможность использовать солнечную энергию и в ночное время. Современные батареи (литий-ионные, свинцово-кислотные) – дорогостоящие, а срок их жизни сильно ограничен. 
Новая аккумуляторная батарея Дая и Энджелла способна блестяще решить проблему хранения энергии. По словам Майкла Энджелла,  эта задача является совершенно реальной, благодаря низкой стоимости, высокой эффективности и длительному сроку службы аккумулятора. Одним из критериев измерения эффективности является кулоновская (Coulombic) эффективность, она показывает, какой заряд выходит из батареи, и какой она получает в процессе зарядки. Показатель этот для батареи Дая и Энджелла  максимально высок - 99,7 %.
Батареи литий-ионные, которыми часто оснащают небольшие электронные приборы, могут быть огнеопасны. В отличие от них, батареи с мочевиной Дая не являются горючими, следовательно, они более безопасны.
Группа специалистов, основанная Даем, уже имеет лицензию на патенты к батареям AB Systems, их коммерческая версия в настоящее время находится в процессе разработки.
Будущие перспективы
Чтобы полностью удовлетворить растущие потребности электросетей, срок службы батареи должен быть не менее 10 лет. Изучая химические процессы внутри батареи, Энджелл надеется существенно продлить срок службы максимально. Его исследования являются крайне перспективными, ведь уже сейчас в лаборатории батареи на основе мочевины могут проходить через 1500 циклов зарядки.
По словам Дая, спрос на такие аккумуляторы огромен, ученый постоянно получает многочисленные письма от компаний и частных лиц, заинтересованных в разработке алюминиевых батарей. «С помощью этой батареи, которая будет храниться в каждом доме, и в каждой фирме, мы сможем кардинально изменить нашу с вами повседневную жизнь», сказал Дай.