Chińscy naukowcy opracowali powietrzno-krzemowy akumulator strumieniowy, który potrafi działać przez 16 lat bez utraty wydajności

Nowy typ powietrzno‑żelaznego przepływowego akumulatora od chińskich naukowców

*Chińska Akademia Nauk (CAS) zaprezentowała całkowicie nową konstrukcję systemu akumulatorów przepływowych, zdolną wytrzymać ponad 6000 cykli ładowania‑rozładowania bez zauważalnego spadku pojemności.*

Co sprawia, że bateria jest wyjątkowa
Charakterystyka | Opis
---|---
Elektrolit | Wodny – całkowicie eliminuje ryzyko pożaru i wybuchu charakterystyczne dla akumulatorów litowo‑jonowych.
Koszt | Brak litu sprawia, że urządzenie jest „warunkowo tanie”.
Stabilność cykliczna | Ponad 6000 cykli przy gęstości prądu 80 mA/cm² z wydajnością coulombowską 99,4 %. Jest to równoważne ~16 latom codziennego użytkowania.
Moc | Przy wyższych obciążeniach osiągana jest szczytowa gęstość mocy 392,1 mW/cm², przy czym całkowita wydajność energetyczna pozostaje na poziomie 78,5 %.

Rozwiązanie problemu degradacji
Kluczową przeszkodą dla powietrzno‑żelaznych akumulatorów przepływowych jest niska odwracalność reakcji i niepożądane przenoszenie aktywnych substancji przez membranę.

Naukowcy:

1. Przeanalizowali skład elektrolitu, testując 12 różnych ligandów organicznych.
2. Stworzyli 11 nowych kompleksów żelaza.
3. Wyodrębnili najbardziej stabilny z nich – kompleks [Fe(HPF)BHS]⁴⁻.

To związanie charakteryzuje się:

- Ochronną strukturą molekularną, chroniącą centrum żelaza;
- Ujemnie naładowanymi grupami, które odpychają jony hydroksylowe i zmniejszają ich penetrację przez membranę.

Jak działa bateria przepływowa
*Płynne elektrolity przechowywane są w zewnętrznych zbiornikach i krążą przez komórkę elektrochemiczną.*

Zaleta takiego układu to prosta skalowalność: zwiększając objętość zbiorników, można liniowo zwiększyć pojemność energetyczną. Dzięki temu technologia jest szczególnie atrakcyjna do magazynowania energii z elektrowni słonecznych i wiatrowych.

Co jeszcze pozostaje
- Obecnie nie ma ogłoszonych projektów eksperymentalnych ani planów produkcji przemysłowej.
- Sukcesy laboratoryjne nie zawsze gwarantują reprodukowalność w większych skali.

Jednakże, jeśli proces zostanie skalowany, tanie żelazo może stać się poważnym konkurentem w dziedzinie długoterminowego magazynowania energii odnawialnej.