Новости космоса - Освоение космоса. Новые жидкие промышленные аккумуляторы и перспективы альтернативно энергетики
Самая большая проблема ветровой и солнечной энергетики известна всем и каждому: ветер почему-то иногда не дует, а солнце регулярно вообще отказывается производить электроэнергию, покидая небосклон.
Из-за этого доля ветроэнергетики в общем балансе единой энергосистемы не может быть больше 20%, а для стабильного обеспечения потребителей электричеством надо строить огромные аккумуляторные системы. У солнечных энергетиков проблема ещё острее: пик потребления приходится на вечерние часы, когда излучение ослабевает.
Может быть, вопрос наконец-то решится с изобретением учёными из Массачусетского технологического института (США) новой технологии накопления энергии, которая описана в недавнем номере Journal of the American Chemical Society?
В предложенном ими аккумуляторе анод производится из магния (верхний слой), катод из сурьмы (нижний слой), а находящийся между ними электролит смесь солей, среди которых более всего заметен хлорид магния. Впрочем, слово производится употреблено здесь напрасно. Дело в том, что все три элемента аккумулятора функционируют в расплавленном виде, при температуре 700 С. При отдаче батареей электроэнергии атомы магния превращаются в ионы, проходят через электролит и сплавляются с сурьмой. При зарядке атомы магния,
просто в силу малой плотности этого вещества относительно сурьмы, возвращаются обратно, восстанавливая исходную структуру аккумулятора. Сурьма самый тяжёлый элемент батареи всегда находится ниже электролита, который плавает над её расплавом.
По сути, процесс напоминает гальванические ванны и производство алюминия, где удаётся добиться относительно невысоких цен всей операции. При этом энергоёмкость новой схемы заявляется близкой к показателям литиевых аккумуляторов.
Дональд Садоуэй (слева) и Дэвид Бредвелл у разработанного ими опытного сурьма-магниевого аккумулятора (фото Patrick Gillooly / MIT.)
По словам авторов идеи, они уже нашли способ снижения температуры, сокращающий расход тепловой энергии на подогрев самих аккумуляторов. Один из разработчиков, профессор Дональд Садоуэй, даже взял творческий отпуск и основал компанию Liquid Metal Battery Corp. для коммерциализации решения. Бесспорно, исследователям ещё предстоит решить ряд вопросов. Ключевыми проблемами в схеме являются испарение электролита в цикле разрядки-зарядки и высокая коррозионная активность магния и его солей, из-за которых трудно
подобрать материал для стенок аккумуляторов. И тем не менее, даже несмотря на то что магний не самый дешёвый материал, представляется, что перспективы у нового аккумулятора весьма радужные.
И дело даже не в том, что литий, использующийся сейчас в наиболее эффективных батареях, дороже магния. Более важно то, что его запасы не так велики, а потому он не годится для массового производства промышленных аккумуляторов. Да и реалистичные сценарии глобальной электроавтомобилизации признают, что уже на миллиард электромобилей имеющегося на планете лития может не хватить. При этом доля магния в земной коре в 325 раз превышает показатели лития (8-й и 28-й по распространённости элементы) а значит, его
дефицит в ближайшее время нам не грозит.