Фото: AI | Image by freepik
Исследователи из Австралии разработали органический материал для протонных аккумуляторов. Новый подход позволит отказаться от дорогих и опасных литий-ионных батарей, повысив их ёмкость и безопасность, пишет «Хайтек».
Учёные Университета Нового Южного Уэльса и Австралийской организации ядерной науки и технологий разработали прототип перезаряжаемой протонной батареи. Для этого они создали органический материал тетрааминобензохинон (TABQ), способный эффективно накапливать протоны.
Почему протонные аккумуляторы важны
Литий-ионные батареи требуют редкого и дорогого лития. Они подвержены перегреву и пожарам. В протонных аккумуляторах используется самый лёгкий элемент — водород. В виде протонов он безопасен и устойчив, что делает такие батареи экологичными и перспективными.
Технология разработки
Изначально учёные взяли соединение тетрахлорбензохинон (TCBQ), но его характеристики оказались недостаточными для эффективной работы. Заменив группы хлора на аминогруппы, они создали TABQ. Новый материал позволил улучшить ёмкость анода и стабилизировать окислительно-восстановительный потенциал.
Прототип батареи показал высокую производительность: он выдержал 3500 циклов полной зарядки и разрядки, сохраняя стабильность. Эксперименты при низких температурах подтвердили эффективность TABQ в сложных условиях.
Безопасность и экология
Электролит в новой батарее состоит из водного раствора, а электроды — из органических молекул. Это исключает риск воспламенения, характерный для литий-ионных аккумуляторов. Кроме того, протонные батареи решают проблему транспортировки водорода. Ионы можно безопасно перемещать, избегая утечек.
Перспективы
Несмотря на высокую стоимость синтеза TABQ, использование лёгких элементов делает разработку экономически выгодной в будущем. Протонные аккумуляторы станут безопасным, доступным и экологичным решением для хранения энергии.
Результаты исследования опубликованы в журнале Angewandte Chemie.
