Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (Pacific Northwest National Laboratory — PNNL) Министерства энергетики США работали батарею, которая подзаряжаясь от электрической сети, может хранить энергию в течение нескольких месяцев, не теряя емкости. Батарея получила название «замораживающей-оттаивающей батареи».

Об этой разработке, со ссылкой на журнал научных рефератов Cell Reports Physical Science, пишет американское Интернет-издание scitechdaily.com. Познакомим вас с выдержками из упомянутой заметки в нашем переводе:

«Создание «замораживающей-оттаивающей батареи», которая как бы замораживает свою зарядку, таким образом сохраняя энергию для последующего использования, — это шаг к батареям, которые можно использовать как сезонные: накапливать энергию в одно время года, например весной, и использовать ее в другое время года, например, осенью.

«Технологии накопления энергии, с последующим её длительным сохранением, важны для повышения устойчивости электросети, если эта сеть питается от большого количества источников возобновляемой энергии», — говорит Имре Гюк (Imre Gyuk), руководитель отдела, занимающегося вопросами консервации энергии в Управлении электроэнергетики Министерства энергетики США, которое и финансировало рассматриваемую здесь работу ученых из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории.

И продолжает: «Данное исследование знаменует собой важный шаг к решению проблемы сезонного сохранения энергии в аккумуляторах и проблемы ограничения времени саморазряда современных аккумуляторных технологий».

Возобновляемые источники электроэнергетики могут вырабатывать или, наоборот, не вырабатывать энергию строго в соответствии с природными циклами. Это затрудняет включение таких источников в качестве составной части постоянного потока электроэнергии. Например, весной в а северо-западной части тихоокеанского побережья США реки, полные стока, дают избыток энергии. И эта энергия должна быть использована немедленно. Хотя есть потребность сохранить её для отложенного использования. Иначе говоря, операторы электросетей хотели бы использовать эту энергию не сразу весной, а в конце года, когда реки маловодны и спрос на электроэнергию достигает пика. Но для этого электроэнергию необходимо как-то сохранять. Это можно сделать, аккумулируя её в больших аккумуляторах-батареях.

Для этого как раз подходят «замораживающие-оттаивающие батареи». Использование таких батарей также повысит способность коммунальных предприятий выдерживать перебои в подаче электроэнергии.

Один из разработчиков новых «замораживающих-оттаивающих батарей» Миньюань «Миллер» Ли (Minyuan «Miller» Li) говорит:

«Использование этих батарей очень похоже на то, как класть излишки еды в морозильную камеру, а затем размораживать их для ужина».

Батарея работает по следующему принципу: Её сначала заряжают, нагревая до 180 градусов Цельсия и позволяя ионам проходить через жидкий электролит для создания химической энергии. Затем батарея охлаждается до комнатной температуры, и энергия батареи как бы замораживается в ней. При этом электролит твердеет, а ионы, передающие энергию, становятся почти неподвижными. Когда же энергия вновь понадобится, то батарею повторно нагревают, и она снова начинает отдавать энергию.

Такое явление замерзания-оттаивания в батарее возможно, потому что электролитом батареи является расплавленная соль — молекулярный родственник обычной поваренной соли. Материал, находящийся в жидком состоянии при более высоких температурах, но становящийся твердым при комнатной температуре.

Концепция замораживания-оттаивания позволяет избежать проблемы, знакомой каждому, кто оставил свой автомобиль без дела слишком долго: когда аккумулятор в авто просто саморазряжается при простое.

При этом для батареи, предназначенной для хранения энергии в период на длительное время, а именно на несколько месяцев, разумеется, неприемлема такая быстрая скорость разрядки, как это происходит в случае аккумуляторов в большинстве автомобилей или ноутбуков.

По результатам испытаний, «замораживающая-оттаивающая батарея», разработанная Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией, сохранила 92% своей емкости в течение 12 недель. Другими словами, энергия не сильно деградирует, а сохраняется в такой «замораживающей-оттаивающей батарее», как еда в морозильной камере», пишет издание scitechdaily.com.

Графика Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (Pacific Northwest National Laboratory — PNNL) иллюстрирующая принцип работы «замораживающей-оттаивающей батареи», разработанной данной лабораторией.